(阻止逆变失败)。由V1(和V2)组成的为放大电路。
(3)由功率晶体管V1、V2和变压器T构成单相(无源)逆变电路。与V1、V2并联的阻容及快速恢复
二极管为耗能式关断缓冲(吸收)电路,以缓解晶体管突然关断时承受的冲击。电路中的R9为保护电阻,以防逆变失败时形成过大的电流(待电路正常后,将R9短接)。
三、实验设备
1、亚龙YL-209型实验装置单元(5) 2、双踪示波器 3、万用表
四、实验内容与步骤
1、控制电路接上+15V和+5V电源,用示波器观测控制电路各点(3、4、5、6、7点)电压的数值与
波形。
观察:①调节RP,频率是否连续可调,读出此时频率为多少?频率改变时,脉宽有无变化?
②4、5点频率是否3点的一半,4、5两点波形是否正好相反。 ③6、7点波形与幅值与4、5点是否相同。
2、将主电路中的+12V电源(因电流较大,建议采用直流可调电源),电压表,电流表和负载(白炽
灯)全部接上,并将主电路与控制电路接通。
3、用示波器测量负载上的电压波形,观察逆变电路工作是否正常。
观察:①11、12点(或10、12点)间的电压波形。
②电压表和电流表读数。 ③负载(白炽灯)上的电压波形。 若正常,则将R9短接。
4. 调节RP,记录下RP为零(频率f=f0)和RP为最大(f=fm)时负载电压U0和逆变电路输入电
流I的数值与波形。 观测量 频率(HZ) f0 fm U0(V) I(Α) U0波形 I波形 五、实验注意事项
1、用双踪示波器测量各点波形并进行比较时,其探头的公共端均接电路零点(G)端。 2、限流电阻R9,待电路正常后才可去掉(短接)。
六、实验报告
1、记录下某一频率下的U3、U4、U6、U12和U0,并进行比较(以U3为参考波形)(波形竖排)。 2、记录f0、fm时的U0和I的数值与波形,并比较U0和I的波形是否相同?为什么?
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实验六、单相交流(过零触发)调功电路的研究(2~4学时)
一、 实验目的
1、 熟悉集成过零触发电路(KC08)的工作原理,测定KC08电路主要工作点的电压波形。 2、 掌握单相调功电路的工作原理和相关参数的整定。
二、 实验电路及工作原理
1、实验电路如图6-1所示
图6-1 单相交流(过零触发)调功电路(单元6)
2、电路的工作原理
电路主要由KC08集成过零触发电路和由555定时集成电路组成的占空比可调的方波发生器构成。KC08集成电路内部的构成的原理图如图6-2虚框内电路所示。现对各部分的工作原理介绍如下:
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U2~R32KVD3148U1VD1VD3T1VD4T2T3VST1R227K1VD2VST2T5T4VD5T7T86511127Ui24+KC08C3470μT613100Ω 图6-2 KC08电路内部构成原理图及外部主要接线图
(1)由555定时器构成的电路是一个频率固定、占空比可调的方波发生器(其工作原理参见电子技术书籍)。其8脚接+12V电源,1脚接地,7脚输出方波脉冲,其频率由VD1、VD2间的阻值及电容C2决定,此处频率固定,约为10Hz。调节电位器即可调节占空比(此处占空比约为10%~90%)。
在本电路中,此方波发生器主要对KC08提供控制信号(送往KC08的2脚)。
(2)KC08电路的一个特点是可以自生直流电源。它通过交流电从U1端进入14脚,经稳压管VST1和VST2,再经8脚和外接二极管VD及限流电阻R3,接至交流电U2端,从而构成半波稳压整流,它两端并联一个470μF的外接电容器。在14与8之间形成一个+12V~+14V的电源。由于电路7脚经过二极管VD5与8脚相连,因此14脚与7脚之间亦构成一个单向导电的电源。因此14脚为高电平。7脚为低电平并接地。
经整流桥(VD1~VD4)(3)由图可见,同步电压(此处即交流电源电压)通过R2加到14脚与1脚之间,后,去驱动三极管T1,以进行电压过零检测。它的原理是,当同步电压不为零时,T1集电极电流使(注意KC08的6、7脚相连),输出级T7、T8的输出端5将无脉T6导通,进而使T7基极对地短路,
冲输出,注意5脚接双向晶闸管门极。综上所述,只有当电压为零时,T6截止,且T7基极呈正电位时,才可能有触发脉冲输出。
同步电路限流电阻R2的取值,由下列经验求取:
R2=
同步电压
5
×10
3
,此处取R2=27KΩ
(4)由三极管T2~T5构成一个差分比较器,4脚的输入提供一个基准电压U0,此处通过11、12与4的连接,由14及7间的电压再经内部两个电阻分压获得U0,差分比较器的另一端通过2脚接在由555定时器构成的方波发生器的输出端。
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(5)当Ui >UO,T2、T3基极处于正偏,T4、T5处于反偏,这时C3上的电压,将通过T1、T2、T3和T6构成通路,导致T6导通,从而使T7、T8截止,因而无触发脉冲输出。
当Ui <UO,T4、T5处于正偏,T2、T3处于反偏,在交流电压U~=0时,这时T6截止,C3上的电压将使T4、T5与T7、T8导通,从而输出触发脉冲。由于6脚与7脚相连,所以输出的脉冲为零电平脉冲。由于双向晶闸管的阳极,接在C3的高电平端(+12V)上,零电平的触发脉冲,将使双向晶闸管导通。
,则交流电压过零时,将有触发脉冲输由上述可见,当输入的控制信号为低电平时(Ui<Uo)出,将会使该半波导通。
(6)调节电位器RP,可调节方波零电平的宽度,即可调节负载上通过交流电的半波个数。 (7)调功电路的波形如图6-3所示,图中U为交流电压,Ui为输入方波控制信号波形,若方波周期T为0.1秒,则在一个方波周期内,将对应5个正弦波(10个半波)。由于是过零触发,所以调节方波的占空比,在T周期内,输出的半波个数将在0、1、2……10之间,按整数改变。这意味着输出的平均功率将可分10档进行调节。
负载有6个半波导通,输出功率将为满负荷的6/10。 当图中Ui零电平的宽度略大于6个半波时,
当图中Ui零电平宽度略大于1个半波时,这样负载电压仅1个半波。输出功率将为满负荷的1/10。
这样,改变调节电位器RP,即可实现输出平均功率的调节,调功电路的优点是电流的波形为正弦波,谐波成份少,而且调节方便,因此在电加热设备中获得广泛的应用。
U0Uiωt0U5T ωt0Ugωt0Uiωt0U5ωt0Ugωt0ωt
图6-3过零触发与调功电路波形图
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三、实验设备
1、亚龙YL-209型实验装置单元7 2、万用表 3、双踪示波器
四、实验内容与步骤
1、接上50V交流电源。接入+12V外接直流电源,按图6-2连接各信号电路。
2、测量555定时电路输出电压的幅值与波形,记录调节电位器RP时方波占空比的变化范围。 3、测量并记录KC08电路输出触发脉冲的幅值与波形,自生电源两端(14与7脚间的电压幅值与波形。
4、测量并记录电阻负载电压的波形。
5、测量并记录双向晶闸管两个阳极T1与T2的电压波形。
五、实验注意事项
用双踪示波器测量各点波形并进行比较时,其探头的公共端要接同一个接线端。
六、实验报告
1、方波发生器输出电压的幅值与波形。 2、方波占空比的调节范围(百分比)。
3、以交流电压波形为基准,在它的下方分别画出占空比为80%、50%和20%时的下列波形。 1)方波波形; 2)触发脉冲波形; 3)负载上的电压波形。
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