1、目錄摘要：1關鍵詞：10 引言21 電路的設計要求22 電路設計所需元件23交流調壓的原理及控制方式33.1 交流調壓電路的工作原理33.1.1電阻性負載工作原理：33.1.2電感性負載43.2控制方式63.2.1通斷控制方式63.2.2移相控制方式64 晶閘管的觸發電路64.1 晶閘管觸發電路的作用64.2晶閘管觸發電路的要求65交流調光燈電路的設計76總結7參考文獻8交流調光燈的設計摘要：本次課程設計主要是設計出一個單相交流調光燈的電路。根據題目的要求我們通對交流調壓的工作原理及其通斷方式與移相方式的比較設計出了交流調壓調光燈電路圖，同時也對觸發電路和保護電路也進行了理論分析,通過對波形的

2、分析，我們得出當負載的阻抗角增大時，不論觸發角為多大，負載兩端的電壓和電流都出現大幅度阻尼振蕩，說明電感值越大其儲存的電能就越多，震蕩也越強烈，對晶閘管和電源危害也很大，因此我們在實際電路的應用中應保證負載的電感值在一定范圍內。關鍵詞：交流調壓；晶閘管；阻抗角；分析Abstractthe curriculum design is mainly to design the circuit of a single-phase AC dimming light. According to the requirements of the subject we pass on the working p

3、rinciple of AC voltage and switching mode and phase shift method designed light circuit voltage alternating current, but also on the trigger circuit and protection circuit are also analyzed in theory, through the analysis of the waveform, we come to the conclusion that when the load impedance angle

4、increases, no matter how big the trigger angle, both ends of load voltage and current are large amplitude oscillation damping, the inductance value is greater in the storage more electricity, concussion is more intense, the thyristor and power also great harm, so we should ensure the load inductance

5、 value in the certain scope in the application of electric the road of.Keywords: AC voltage; thyristor; impedance angle; analysis2011級物理學班0 引言隨著我國調光電路市場的迅猛發展，與之相關的核心生產技術應用與研發必將成為業內企業關注的焦點。本作品詳細地描述了調光燈的基本原理-單相橋式整流電路，先通過變壓器將220V交流電壓變為要求幅值的交流電，再由整流電路把交流電變為直流電，帶動燈泡發光。通過控制導通角來調節輸出直流電壓的大小，從而實現亮度的調節。設計合理，簡

6、單可行，設備成本低，具備一定的市場競爭力。1 電路的設計要求電路的設計一定要嚴格緊密，所以要滿足以下幾點要求：（1）理論上掌握并鞏固交流調壓電路的原理，包括主電路和控制方式 。（2）理論上掌握常用的電力電子器件的特性及其驅動 。（3） 能設計正確的電路 。（4） 能進行很好的焊接與組裝，達到一定的工藝要求。（5） 正確的調試與測量  。2 電路設計所需元件一套調光燈元件 名稱型號數量備注電阻5102電阻15K1電阻1K1電阻1001電位器50K1管腳三角形分布電容0.22uF/63V1非電解電容電容0.0

7、1uF/630V1非電解電容二極管IN40075穩壓管IN4742A1晶閘管BT1361晶體管BT331BT35也可散熱片不焊接的最小的1配螺絲螺母細導線1m3交流調壓的原理及控制方式3.1 交流調壓電路的工作原理3.1.1電阻性負載工作原理：在電源u的正半周內，晶閘管V1承受正向電壓，當t時，觸發V1使其導通，則負載上得到缺角的正弦半波電壓， 當電源電壓過零時，V1管電流下降為零而關斷。在電源電壓u的負半周，V2晶閘管承受正向電壓，當t時，觸發V2使其導通，則負載上又得到缺角的正弦負半波電壓。持續這樣的控制， 在負載電阻上便得到每半波缺角的正弦電壓。改變角的大小， 便改變了輸出電壓有效值的大

8、小。（圖一）單相交流調壓電路 （圖二）電阻性負載單相交流調壓電路工作波形3.1.2電感性負載由圖4-3（b）可知，晶閘管的導通角的大小，不但與控制角有關，而且與負載阻抗角有關。一個晶閘管導通時，其負載電流i0的表達式為：i0=2zUsint-sin-e-ttan (1)式中：t+z=R2+L212=arctanRL當t時，i00。將此條件代入式(1)，可求得導通角與控制角、負載阻抗角之間的定量關系表達式為：sin+-=sin-e-tan (2)（圖三）電感性負載單相交流調壓電路及波形(1) 當時， 由式（2）可以判斷出導通角180°, 正負半波電流斷續。越大，越小，波形斷續愈嚴重。(

9、2) 當時， 由式（2）可以計算出每個晶閘管的導通角180°。此時，每個晶閘管輪流導通180°，相當于兩個晶閘管輪流被短接， 負載電流處于連續狀態，輸出完整的正弦波。(3) 當時， 電源接通后，在電源的正半周，如果先觸發V1， 則根據式（2）可判斷出它的導通角180°。 如果采用窄脈沖觸發，當V1的電流下降為零而關斷時，V2的門極脈沖已經消失，V2無法導通。到了下一周期，V1又被觸發導通重復上一周期的工作， 結果形成單向半波整流現象， 如（圖七）所示，回路中出現很大的直流電流分量，無法維持電路的正常工作。（圖四）工作波形圖（>） (圖五)工作波形圖（=）(圖

10、六)工作波形圖（<）（圖七）感性負載窄脈沖觸發時的工作波形3.2控制方式3.2.1通斷控制方式利用通斷比控制交流調壓方式，其原理是采用過零觸發電路，在電源電壓過零時就控制雙向可控硅導通和截止，即控制角為零，這樣在負載上得到一個完整的正弦波，但其缺點是適用于時間常數比通斷周期大的系統，如恒溫器。3.2.2移相控制方式移相控制調壓利用控制觸發滯后角的方法,控制輸出電壓。晶閘管承受正向電壓開始到觸發點之間的電角度稱為觸發滯后角。在有效移相范圍內改變觸發滯后角，即能改變輸出電壓。有效移相范圍隨負載功率因數不同而不同，電阻性負載最大,純感性負載最小。相控交流調壓電路輸出電壓包含較多的諧波分量，當負

11、載是電動機時，會使電動機產生脈動轉矩和附加諧波損耗。另外它還會引起電源電壓畸變。為減少對電源和負載的諧波影響，可在電源側和負載側分別加濾波網絡。4 晶閘管的觸發電路4.1 晶閘管觸發電路的作用 對于晶閘管的觸發脈沖來說，其主要作用是決定晶閘管的導通時刻，同時還應提供相應的門極觸發電壓和門極觸發電流。由于晶閘管是半控型器件，管子導通后即失去控制作用，為了減少門極損耗，故門極輸出不用直流而用單脈沖或雙脈沖，有時還采用由許多單脈沖組成的脈沖列，以代替寬脈沖。4.2晶閘管觸發電路的要求晶閘管觸發電路的作用是產生符合要求的門極觸發脈沖，保證晶閘管在需要要的時刻有阻斷轉為導通。晶閘管觸發電路應滿足下列要求

12、：（1）觸發脈沖的寬度應保證晶閘管可靠導通，對反電動勢負載的變流器應采用寬脈沖或脈沖列觸發。（2）觸發脈沖應有足夠的幅度，對戶外寒冷場合，脈沖電流的幅度應增加為器件最大觸發電流的3-5倍，脈沖前沿的陡度也許增加，一般需達1-2A/us。（3）所提供的觸發脈沖應不超過晶閘管門極的電壓、電流和功率定額，且在門極伏安特性的可靠觸發區域之內。（4）應有的抗干擾性能、溫度穩定性及與主電路的電氣隔離。5交流調光燈電路的設計電路原理：由晶閘管組成的調光電路根據晶閘管工作波形可以產生不同大小的電流，這個可以采用電阻或電感串接在電路中來改變它的工作區域。 交流調光燈電路原理圖 D1、D2、D3、D4 構成整流電

13、路，它們與R、D6、D62CW5構成了控制電路，能夠控制晶閘管導通。而R3和C2 起到保護晶閘管的作用。 假設晶閘管導通，則其正半周期為2-D1-VT1-D4-RL-1；其負半周期是 1-RL-D2-VT1-D3-2。 在整個電路中控制角越小，負載燈泡RL越亮。 在無控制電路的情況下，交流電源承受正向電壓。 單結晶體管觸發電路導通時，經整流后流經R1-D5-R6-RP3-C1； 晶閘管導通后，控制電路短路； 改變RP3的值可以改變電容C的充放電速度的快慢。R越大，C充電時間越長。（圖八）電路原理圖6總結雖然不是第一次焊接電路， 但是仍然不能夠把電路板焊接的很美觀。在老師沒要求之前焊接了電路板，

14、出現了錯誤，晶閘管的管腳順 序接錯了，調整好之后，仍然沒法看到明顯的變化，之后了解到所配 備的芯片不匹配，換了芯片后得到了明顯的結果，也測得了所需要的 波形和結果。通過本次的課程設計，首先是對課本上相關知識的查閱以及復習，這是對我們已經學習的知識的一個鞏固與較深理解。在對理論知識模擬階段，我也深刻的體會到所學的知識的局限性，并且在將所學的理論知識轉化到實際電路圖發現困難較大，不能做到知識活學活用。總之，所學的理論知識與實際應用的差距，為我們以后的學習指明了方向。參考文獻2王兆安，劉進軍編. (2009年).電力電子技術第5版.天津，機械工業出版社.3李雅軒，楊秀敏等編. (2009年).電力電子技術第二版.北京，中國電力出版社.p87-89 4 周新華