晶閘管可控整流電路--模擬電路及晶閘管應用

一．實驗目的
1．學習單結晶體管和晶閘管的簡易測試方法。
2．熟悉單結晶體管觸發電路(阻容移相橋觸發電路)的工作原理及調試方法。
3．熟悉用單結晶體管觸發電路控制晶閘管調壓電路的方法。

二．實驗原理
圖21—1
可控整流電路的作用是把交流電變換為電壓值可以調節的直流電。圖21—1所示為單相半控橋式整流實驗電路。主電路由負載R_L(電燈)和晶閘管V₁組成，觸發電路為單結晶體管V₂及一些阻容元件構成的阻容移相橋觸發電路。改變晶閘管V₁的導通角，便可調節主電路的可控輸出整流電壓(或電流)的數值，這點可由電燈負載的亮度變化看出。晶閘管導通角的大小決定于觸發脈沖的頻

率f，由公式
可知，當單結晶體管的分壓比h(一般在0.5～0.8之間)及電容C值固定時，則頻率f大小由R決定，因此，通過調節電位器RP，便可以改變觸發脈沖頻率，主電路的輸出電壓也隨之改變，從而達到可控調壓的目的。
用萬用電表的電阻檔可以對單結晶體管和晶閘管進行簡易測試。
圖21—2為單結晶體管BT33管腳排列、結構圖及電路符號。好的單結晶體管PN結正向電阻R_B1E、R_B2E均較小，且R_B1E稍大于R_B2E，PN結的反向電阻R_B1E、R_B2E均應很大，根據所測阻值，即可判斷出各管腳及管子的質量優劣。
圖21—3為晶閘管KP100-8管腳排列、結構圖及電路符號。晶閘管陽極(A)—陰極(K)及陽極(A)—門極(G)之間的正、反向電阻R_AK、R_KA、R_AG、R_GA均應很大，而G—K之間為一個PN結，PN結正向電阻應較小，反向電阻應很大。

(a) (b) (c)
圖21－2

(a) (b) (c)
圖21—3

圖21—4
三．實驗設備及器件
1．數字直流電壓表；
2．可調交流電源；
3．萬用表；
4．示波器（自備）；
5．交流毫伏表；
四．實驗內容
1．單結晶體管的簡易測試
用萬用電表R×10W檔分別測量EB₁、EB₂間正、反向電阻，記入表21—1中。
表21—1

R_EB1(W)	R_EB2(W)	R_B1E(kW)	R_B2E(kW)	結論

表21—2

R_AK(kW)	R_KA(kW)	R_AG(kW)	R_GA(kW)	R_GK(kW)	R_KG(kW)	結論

表21—3

u₂	u₁	u_w	u_E	u_B	移相范圍

表21—4

	暗	較亮	最亮
u_L波形
u_T波形
導電角
U_L(V)
U₂(V)

2．晶閘管的簡易測試
用萬用電表R×1K檔分別測量A—K、A—G間正、反向電阻；用R×10W 檔測量G—K間正、反向電阻，記入表21—2中。
3．晶閘管導通，關斷條件測試
斷開±12V、±5V電源，按圖21—4連接實驗電路
(1)晶閘管陽極加12V正向電壓，門極a)開路b)加5V正向電壓，觀察管子是否導通(導通時電燈亮，關斷時電燈熄滅)，c)管子導通后，a)去掉＋5V門極電壓、b)反接陰極電壓(接－5V)，觀察管子是否繼續導通。
(2)晶閘管導通后，a)去掉＋12V陽極電壓、b)反接陽極電壓(接－12V)，觀察管子是否關斷。記錄之。
4．晶閘管可控整流電路
按圖21—1連接實驗電路。調壓器手柄旋至零位，電位器RP置中間位置。
(1)單結晶體管觸發電路
(a)斷開主電路(把電燈取下)，閉合交流電源開關，調節調壓器輸出，使U₂=16V，用示波器依次觀察并記錄交流電壓u₂、整流輸出電壓U₁(I—0)、削波電壓u_w(W—0)鋸齒波電壓u_E(E—0)、觸發輸出電壓u_B1(B₁—0)。記錄波形時，注意各波形間對應關系，并標出電壓幅度及時間。
(b)改變移相電位器RP阻值，觀察u_E及u_B1波形的變化及u_B1的移相范圍，記入表21—3中。
(2)可控整流電路
斷開交流電源，接入負載燈泡R_L，再接通電源，調節電位器RP，使電燈由暗到中等亮，再到最亮，用示波器觀察晶閘管兩端電壓u_v1，負載兩端電壓u_L，并同時測量負載直流電壓U_L及電源電壓U₂有效值，記入表21—4中。
五．實驗總結
1．總結晶閘管導通、關斷的基本條件。
2．畫出實驗中記錄的波形(注意各波形間對應關系)，并進行討論。
3．對實驗數據U_L/U₂與理論計算數據

進行比較，并分析產生誤差原因。
4．分析實驗中出現的異?，F象。
六．預習要求
1．復習晶閘管可控整流部分內容。
2．可否用萬用表R×10KW檔測試管子，為什么？
3．為什么可控整流電路必須保證觸發電路與主電路同步？本實驗是如何實驗同步的？
4．可以采取那些措施改變觸發信號的幅度和移相范圍。
5．能否用雙蹤示波器同時觀察u₂和u_L或u_L和u_T1波形？為什么？

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