电力电子技术实验报告
机电工程学院自动化
实验一 控制电路及交流调压实验
一、实验目的和要求
本实验是利用单结晶体管来构成的最简单的控制电路。但具有触发电路的四要素，这种电路的中小功率电路中仍广泛使用。
1. 学会制作单结晶体管控制电路，以实现对小功率电力电子电路的控制，通过实验学习触发电路的设计及测量方法
2. 了解脉冲变压器在可控硅触发电路中的应用，学习脉冲变压器的制作及同名端的测试方法
3. 学习双向晶闸管在调压电路中的应用，在制作简单的控制电路的基础上，完成用双向晶闸管实现交流调压，用来控制灯光的亮度
二、实验内容
1．单结晶体管DT33构成的控制电路调试，记录各级波形，形成控制脉冲 2．单相交流调压电路调试，实现灯光亮度调节
三、实验仪器、设备（软、硬件）及仪器使用说明）
1．单相或三相电源变压器一台 2．模拟或数字示波器一台
3．单结晶体管、可控硅及实验板一套
四、实验原理
1．把交流电整流成脉动直流电，再经过二极管限幅，形成同步梯形波，再把此电
压加给电容器，使其充电，当其电压到达单结晶体管的峰点电压时，单结晶体管导通，电容器放电。我们正是利用单结晶体管BT33的负阻区形成触发脉冲，如图1所示。 2．双向晶闸管具有双向调节电压的的作用，图2的上半部分给出了双向晶闸管调压电路，所采用的双向晶闸管是BT136塑封管，其管脚图如图2的右下角BT136管脚的正视图，有字一面正对自己，最左边的为第一脚是门极，最右边的一脚是T1极，中间的是T2极。
3．利用单结晶体管BT33在负阻区形成触发脉冲作为控制信号，加在门极和T1极上去控制双向晶闸管工作，使其在交流电的正半周和负半周各有一段时间不导通，控制不导通的时间长短就达到了调压调光目的。
4． 利用示波器找出脉冲变压器的同名端，目的是把正极性的控制信号加到可控硅的门极上，图中有黑点的端为同名端。
单结晶体管组成控制电路原理图（作图工具：altium designer）
? 晶闸管对控制电路的要求：
1. 触发脉冲的极性应与晶闸管门极工作状态相一致；
2. 触发脉冲的幅度值应大于晶闸管标的触发电压和电流值，但触发功率不能超过功率容
限，脉冲的宽度应能保证晶闸管可靠导通，脉冲的前延要陡峭； 3. 触发脉冲应与主回路的电源电压同步； 4. 触发脉冲应有一定的移相范围。 而以上控制电路能满足上述要求。
? 单结晶体管自激振荡电路工作原理：
单结晶体管自激振荡电路是利用单结晶体管的负阻效应和RC充放电原理工作的。在加正弦电后，经过整流电路和限流电路形成梯形电压波形，即B点波形。此时通过R1和W1给电容器C1充电，电容器上的电压按指数规律上升，形成锯齿波。一开始uc ? 单结晶体管负阻区 当uc>up时，单结晶体管进入导通状态，导通后随着Ie增大，ue反而减小。正常情况下，电阻不变，随着电压增大，电流要增大，电流与电压成正比。而负阻区的单结晶体管在导通状态是随着电流增大而电压反而减小，相当于电阻提供了能量，即负电阻。 五、实验方法与步骤 1．图1的电路给出了控制电路的几种形式，包括了了脉冲形成电路、同步电路、移相 电路、输出电路等。同学们可参照图1的电路在面包板上插接电路： 1）先用整流桥搭接整流电路，把交流电整流成脉动直流电，通电后观察并在座标 纸上记录A点显示的波形； 2）断电后串电阻接上稳压二极管，经过二极管限幅，形成同步梯形波；再加电测 量并记录B点显示的同步梯形波波形； 3）断电后插上R2、R3、W1、C1、BT33和R4，再加电后用示波器测量C点、D点 波形，看C点是否是锯齿波，D点有无脉冲输出。 4）若有波形，看脉冲多少，应控制脉冲在5~20个之间，并调节W1，看锯齿波的 个数有无增加或减少，有变化为正常。正常后调节到脉冲较少时记录波形，注意用双踪示波器对应测量C点和D点波形，观察D点的脉冲是在锯齿波的上升边还是在锯齿波的下降沿。 5）去掉电阻R4，换上脉冲变压器B， （1）测量变压器输出头的同名端，方法是用示波器探头的接地端接一个输出头，用示波器探头接另一个输出头，若输出脉冲为正极性则示波器探头所接的输出头为同名端，如图2中脉冲变压器B中分别带点的输出头。 （2）测量输出脉冲的波形，这时脉冲的波形有正有负，这是由于脉冲变压器的电感引起的。并上反向二极管，可去掉负半边。 2．图2给出了单结晶体管控制电路组成的调光电路。这里包括了调光主回路用的双向晶闸管BT136和发光元件普通的220V/40W灯泡。从图上显而易见脉冲变压器同名端是接到了BT136的门极上（这就是同名端的用处）。 1）控制电路调整好后，接上双向晶闸管BT136，连上40W灯泡； 2）查看无误后再把BT136的T2端接到变压器的110伏输出的一个端子上，40W灯 泡的另一端接到变压器的110伏输出的另一个端子上。 3）最后接上控制脉冲信号，脉冲变压器的同名端接BT136的G极，另一端接BT136 的T1端。 4）通电，灯泡应该亮，若不亮，用示波器查看控制脉冲有无、BT136好坏、电源 接通与否； 5）正常后，调节W1，灯泡的亮度应随着调节而变化。 6）测量并记录可控硅两端的波形和负载灯泡两端的波形（分别标明BT136导通段 和截止段）。 六、实验数据 1．A点显示的波形： 此为桥式整流之后形成的波形，为脉动直流电。 2．B点的波形