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1、目录一、 实训内容和要求（一） 实训目的（二） 实训内容和要求（三） 实训重要仪器设备和材料（四） 实训方法二、 实验原理（一） 电气原理图（二） 电路工作原理及其分析（三） 印刷PCB板及其说明三、 电路调试（一） 电路调试（二） 测试、记录、整理波形与结果分析（三） 调试过程中遇到的问题及其解决方法四、 思考：改变电路中R1的参数，有什么影响？五、 收获体会 一 实训内容和要求（一）实训目的1、 进一步熟悉电力电子器件的类型和特性，并掌握合理选用的原则；2、 学会电力电子电路的安装与调试技能；3、 进一步熟悉电力电子仪器的正确使用方法；4、 培养学生独立分析问题和解决工程实际问题的能力，并
2、锻炼动手能力。（二）实验内容和要求 1、按电气原理图设计印刷电路板，要求布局合理； 2、安装、调试电路板，测试波形、数据。（三）实验主要仪器设备和材料 1、计算机、转印机； 2、示波器、万用表； 3、敷铜板一块，电子元器件若干。 二 实验原理（一）电力原理图 同步信号为锯齿波触发电路（二）电路工作原理及其分析 上图的同步信号为锯齿波触发电路可分为三个基本环节：锯齿波的形成和脉冲移相、脉冲的形成与放大、同步环节。1、 锯齿波的形成和脉冲移相锯齿波电压的形成的方案比较多，如采用自举式电路、恒流源电路等。本电路为恒流源电路方案，由V1、V2、V3和C2等元件组成，其中V1、VS、RP2和R3为一恒流
3、源电路。当V2截止时，恒流源电路I1c对电容C2充电，所以C2两端电压Uc为 Uc按线性增长，即V3的基极点位Ub3按线性增长。调节电位器RP2，即改变C2的恒定充电电流I1c，可知RP2是用来调节锯齿波斜率的。 当V2导通时，由于R4阻值很小，所以C2迅速放电，使Ub3电位迅速降到零伏附近。当V2周期性地导通和关断时，Ub3便形成一锯齿波，同样Ue3也是一个锯齿波电压，。发射极跟随V3的作用是减少控制回路的电流对锯齿波电压Ub3的影响。 V4管的基极电位由锯齿波电压、直流控制电压Uc0、直流偏移电压Up三个电压作用的叠加值所确定，它们分别通过电阻R6、R7和R8与基极相接。 设Uh为锯齿波电
4、压Ue3单独作用在V4基极b4是的电压，其值为 可见Uh仍为一锯齿波，但斜率比Ue3低。同理偏移电压Up单独作用时b4的电压Up为 可见Up仍为一条与Up平行的直线，但绝对值比Up小。 直流控制电压Uco单独作用时b4的电压Uco为 可见Uco仍为与Uco平行的一直线，但绝对值比Uco小。 如果Uco=0，Up为负值时，b4点的波形由Uh+Up确定。当Uco为正值时，b4点的波形有Uh+Up+Uco确定。由于V4的存在，上述电压波形与实际波形有出入，当b4点的电压等于0.7V后，V4导通，之后Ub4一直被钳在0.7V。因此当Up为某固定值时，改变Uco便可改变脉冲产生的时刻，脉冲被移相。2、
5、脉冲形成环节 脉冲形成环节由晶体管V4、V5组成，V7、V8起脉冲放大作用。控制电压Uco加在V4基极上，电路的触发脉冲由脉冲变压器TP二次侧输出，其一次绕组接在V8集电极电路中。 当控制电压Uco=0时，V4截止。+E1（+15V）电源通过R11供给V5一个足够大的基极电流，使V5饱和导通，所以V5的集电极电压Uc5接近于-E1（-15V），对电容C3充电，充满后电容两端电压接近2E1（30V）。 当控制电压Uco与等于0.7V时，V4导通，A点电位+ E1（+15）迅速降低至约-2E1（-30V），由于V5发射结反偏置，V5立即截止。它的集电极电压-E1迅速上升到钳位电压+2.1V（VD6
6、、V7、V8三个PN结纠正向压降之和），于是V7、V8导通，输出触发脉冲。同时，电容C3经电源+E1、R11、VD4、V4放电和反向充电，使V5基极电位又逐渐上升，直到Ubs-E1(-15V),V5又重新导通。这时Ucs又立即降到-E1，使V7、V8截止，输出脉冲终止。可见，脉冲前沿由V4导通时刻确定，V5（或V6）截止持续时间即为脉冲宽度。所以脉冲宽度与反向充电回路时间常数R11C3有关。 3、 同步环节 在锯齿波同步的触发电路中，触发电路与主电路的同步是指要求锯齿波频率与主电路电源的频率相同且相位关系确定。锯齿波是由开关V2管来控制的。V2由导通变截止期间产生锯齿波，V2截止状态持续的时间
7、就是锯齿波的宽度，V2开关的频率就是锯齿波的频率。要是触发脉冲与主电路同步，是V2开关的频率与主电路电源频率同步就可达到。电路图中的同步环节，是由同步变压器Ts和作同步开关用的晶体管V2组成的。同步变压器和整流变压器接在同一电源上，用同步变压器的二次电压来控制V2的通断作用，这就保证了触发脉冲与主电路电源同步。 同步电影区TS二次电压Uts经二极管VD1间接加在V2的基极上。当二次电压波形在负半周的下降段时，VD1导通，电容C1被迅速充电。因O点接地为零电位，R点为负电位，Q点电位与R点相近，故在这一阶段V2基极为反向偏置，V2截止。在负半周的上升短，+E1电源通过R1给电容C1反向充电，UQ
8、为电容反向充电波形，其上升速度比Uts波形慢，故VD1截止。当Q点电位达1.4V时，V2导通，Q点电位被钳位在1.4V。直到TS二次电压的下一次负半周到来时，VD1重新导通，C1迅速放电后又被充电，V2截止。如此周而复始。在一个正弦波周期内，V2包括截止与导通两个状态，对应锯齿波波形恰好是一个周期，与主电路电源频率和相位完全同步，达到同步的目的。可以看出，Q点电位从同步电压负半周上升段开始时刻到达1.4V的时间越长，V2截止时间就越长，锯齿波就越宽。可知锯齿波的宽度是由充电时间常数R1C1决定的。（四） 印刷PCB板及其说明1.1元件图 1.2 布线图总图 1.3布线图局部图（1） 1.3布线
9、图局部图（2） 1.3布线图局部图（3）说明：电路图布线线宽1.35mm，孔径2.5mm，板长150mm，板宽100mm 三 电路调试（一）电路调试 1、 整定移相控制电压Uco=0V，偏移电压Up=-4V。调斜率电位器RP3，改变锯齿波的上升斜率。使测检点TP7的脉冲前沿落在测检点TP3的锯齿波中央。以后偏移电位器RP2、斜率电位器RP3不用再调整。 2、以“O”点为参考点，改变移相控制电压Uco=0-+8V，脉冲的移相范围D=090度。 3、以“O”点为参考点，用双线示波器观察测检点TP1TP7在一个周期中的波形，测量波形的正、负电压值（V）；波形的周期（us、ms）：对位相位，记录3.1
10、所示。 4、测绘移相控制特性：用万用表直流电压档测量图中移相控制电压Uco。用示波器观察测检点TP7的脉冲，记录3.2所示。做出a=f(Uco)移相控制特性的函数曲线。绘制如图3.2所示。 5、两板连接测量补脉冲：A、B两块板地线相连，A板补脉冲输出点接B板补脉冲输入点，观察记录B板上G、K两点之间的波形。（二）测试、记录、整理波形与结果分析TP1 ttTP1TP1TP1ttTP1TP1tttTP1 3.1各测量点在同一周期中的波形 测绘移相控制特性 a=f(Uco) a 0 60 90 120 150 180Uco(+V) Ucot 测绘移相控制特性a=f(Uco)(三)调试过程中遇到的问题
11、及其解决方法 1、焊接好电路板之后，插上电源，指示灯亮，测试TP1、TP2波形，波形正常；测试TP3波形，有反应，可是波形不规则，而且不是锯齿波。检查TP3前面的电路，发现稳压管反接。重新焊接稳压管，测试TP3点波形，正常，为锯齿波，但是波幅很小； 2、继续测试TP4TP7，波形均不正常，检查电路，发现元件没有损害，但是有两个三极管反接。重新焊好，再测，波形还是出不来；重新检查电路，分析TP3波形波幅太小，好可能是前面的三极管出现问题，检查，有点异常，更换一个新的，发现波形还是出不来； 3、检查电路通断，没有发现问题。从TP1开始逐点测量电压，发现VD2的电压很高，有十多伏特，不正常；检查二极
12、管压降，已经击穿，更换二极管，再次检测电压，正常。继续检查后面一点电压，不正常，检查稳压管，压降为3.36伏特，正常。再次往后检查，发现刚换的新的三极管V2压降不正常，已经击穿，更换一个。逐点测量波形，调节变阻器阻值，波形全部正常。 四 思考：改变电路中R1的参数，有什么影响？ 答：电路中的R1具有保护电路的作用，其能降低施加到两个二极管和电容的电压，同时可以限制流过元件的电流。改变R1的阻值，会改变电路的可靠性和安全性，同时还会改变TP1、TP2的波形幅度 。 五 收获体会经过了一个星期的电力电子实训，的确收获了不少。首先，通过做这次实训，可以复习到书本学到的知识，同时，还发现了有许多自己不
13、懂的地方。在实训中，可以说是边做实训，边学习知识，还锻炼到了自己动手的能力，同时也锻炼了自己的意志。在实训的时候，可以说是挺艰辛的，每天几乎都得不到好的休息，晚上画PCB布线图（由于电脑出了问题，搞了半天才可以用protel，可是最后虽然很努力做了，还是赶不及，很可惜），一个星期，中午都没睡过教，还有两天中午饭都没吃上，把全部精力都花在实训上，但是却感觉到很充实，而且精神上依旧很有斗志。调试的时候出现了很多问题，好多都一一解决了，可是后来有一个实在没找到，原来是因为新换的三极管也是坏的，这之前没想到，从这我学到了：外表多好的不一定是有用的，外壳即是再难看、陈旧，都可能是好的。看问题，不能这么惯性思维。在实训中，真的学到了很多东西，书本的，实践的，人生的。
