1、电力电子技术实习成绩 实 习 报 告 书 题 目 调光电路 课 程 名 称 电力电子技术实习 院 部 名 称 专 业 电气工程及其自动化 班 级 学 生 姓 名 学 号 课程设计地点 C210 课程设计学时 1周 指 导 教 师 杭阿芳 金陵科技学院教务处制一、实习目的与要求：1.1 实习目的：电力电子技术实习课程是理论联系实际，对学生进行基本技能训练，培养学生解决工程实际问题的能力，激发学生的主动性和创新意识的重要实践教学环节。通过实习教学，学生亲自动手装配、调试电路，更易掌握电力电子技术的理论，掌握的知识、技术也更适合于实际应用。1.2 实习要求1) 综合运用电力电子技术课程中所学到的理论
2、知识去独立完成一个实训课题。2) 通过查阅手册和文献资料，培养学生独立分析问题和解决实际问题的能力。3) 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。4) 学会电力电子电路的安装与调试技能。5) 进一步熟悉电子仪器的正确使用方法。6) 学会撰写实训总结报告二、常用元器件性能介绍：2.1 电阻器2.1.1电阻器图2-1 固定电阻 图2-2 可变电阻2.1.2 电阻器的检测将外用表打到合适的欧姆档，如果是固定电阻，将红黑表笔放在固定电阻的两端，看阻值是否符合要求。如果为可变电阻，将红黑表笔放在任意两端，调整电阻阻值，如果阻值不变，则为可变电阻的固定端，还有一端为可变端；如果阻值变动，
3、则一端为固定端，一端为可变端，则只需再测一次即可。2.2 电容器2.1.1 电容器电容长期可靠地工作，它能承受的最大直流电压，就是电容的耐压，也叫做电容的直流工作电压。如果在交流电路中，要注意所加的交流电压最大值不能超过电容的直流工作电压值。常用固定电容的直流电压系列如下：1.6、4、6.3、10、16、25、32*、40、50、63、100、125*、160、250、300*、400、450*、500、630、1000。（有*的数值，只限电解电容用）2.1.2 电容器的检测由于电容两极之间的介质不是绝对的绝缘体，它的电阻不是无限大，而是一个有限的数值，一般在1000 兆欧以上。电容两极之间的
4、电阻叫做绝缘电阻，或者叫做漏电电阻。漏电电阻越小，漏电越严重。电容漏电会引起能量损耗，这种损耗不仅影响电容的寿命，而且会影响电路的工作。因此，漏电电阻越大越好。不知道极性的电解电容可用万用表的电阻挡测量其极性。依据：只有电解电容的正极接电源正（电阻挡时的黑表笔），负端接电源负（电阻挡时的红表笔）时，电解电容的漏电流才小（漏电阻大）。反之，则电解电容的漏电流增加（漏电阻减小）。方法：正测一次，然后放电，再反测一次。两次测量中，表针最后停留的位置靠左（阻值大）的那次，黑表笔接的就是电解电容的正极。测量时最好选用R100 或R1K 挡。在焊接电解电容器时，其焊接时间和焊接温度不应超过10秒钟及260
5、摄氏度。2.3 晶体管2.3.1 二极管2.3.1.1二极管器件：图2-3二极管2.3.1.2判断二极管是硅管还是锗管：锗管的正向压降一般为0.10.3 伏之间，而硅管一般为0.60.7 伏之间。其测量方法为，用两只万用表，当一只万用表测量其正向电阻的时候同时用另外一个万用表测量它的管压降。最后可根据其管压降的数值来判断是锗管还是硅管。2.3.1.3 判断二极管的好坏和正负极：硅管可用万用表的R1K 档来测量，锗管可用R100 档来测。一般来说，分别所测的二极管的正反向电阻两者相差越悬殊越好。一般其正向电阻为几百欧到几千欧，其反向电阻为几十千欧以上，就可初步断定这个二极管是好的。同时可判定二极
6、管的正负极。当测得的阻值为几百欧或几千欧时，为二极管的正向电阻，这时黑表笔所接的为正极，红表笔所接的为负极。另外，如果其正反向电阻为无穷大，表示其内部断线；正反向电阻一样大，这样的二极管单向导电性能差，不宜选用；正反向电阻都为零表示其已短路。2.3.2 三极管2.3.2.1二极管器件：A、B：锗管；C、D：硅管A、C：PNP 管：B、D：NPN 管图2-4三极管2.3.2.2 三极管的管型及管脚的判别：四句口诀：三颠倒，找基极；PN 结，定管型；顺箭头，偏转大；测不准，动嘴巴。2.3.2.3判断晶体三极管的好坏：首先要判别晶体三极管的三极。可用两个万用表同时测量，其方法是用万用表的RIK档或R
7、100 档，对于NPN 型管，当将黑表笔接基极，红表笔分别接集电极和发射极时，测出的两个PN 结的正向电阻应为几百欧或几千欧，然后应把表笔对调再测两个PN 结的反向电阻，一般应为几十千欧或几百千欧以上。然后再用万用表测发射极和集电极之间的电阻，测完后再对调表笔再测一次，两次的阻值都应在几十千欧以上，这样的三极管可以基本上断定是好的。晶体三极管主要起放大作用，那么如何来判测三极管的放大能力呢？其方法是，将万用表调到R100 或R1K 档，当测NPN 型管时，红表笔接发射集，黑表笔接集电极，测出的阻值一般应为几千欧以上；然后在基级和集电级之间串接一个100K 欧的电阻，这时用万用表所测的阻值应明显
8、的减少，变化越大，说明该三极管的放大能力越大，正常。如果变化很小或根本没有变化，那就说明该三极管没有放大能力或放大量很小。如果三极管损坏，最好是用同型号的进行更换，无法找到同型号的三极管时，必须根据反向耐压BV ceo（这项值最为重要，在更换时一定要选用与其相同或大于该耐压值的晶体管进行代换）、工作频率ft、穿透电流I ceo、功耗P cm 等技术指标来合理选用代换三极管。2.3.3 单结晶体管2.3.3.1单结晶体管器件：图2-5单结晶体管2.3.2.3判断单结晶体管的好坏：结晶体管又叫双基极二极管，是由一个pN 结和三个电极构成的半导体器件。我们先画出它的结构示意图上图(a)。在一块N 型
9、硅片两端，制作两个电极，分别叫做第一基极b1 和第二基极b2；硅片的另一侧靠近b2 处制作了一个PN 结，相当于一只二极管，在P 区引出的电极叫发射极e。为了分析方便，可以把b1、b2 之间的N 型区域等效为一个纯电阻Rbb，称为基区电阻，并可看作是两个电阻Rb2、Rb1 的串联上图(c)。值得注意的是Rb1的阻值会随发射极电流Ie的变化而改变，具有可变电阻的特性。如果在两个基极b2、b1 之间加上一个直流电压Ubb，则A 点的电压UA 为：若发射极电压UeU A，二极管D 截止；当Ue 大于单结晶体管的峰点电压UP(UP=UDUA) 时，二极管D导通，发射极电流Ie注入Rb1，使Rb1 的阻
10、值急剧变小，e 点电位Ue 随之下降，出现了Ie 增大Ue 反而降低的现象，称为负阻效应。发射极电流Ie 继续增加，发射极电压Ue 不断下降，当Ue 下降到谷点电压UV以下时，单结晶体管就进入截止状态。判断单结晶体管发射极e 的方法是：把万用表置于R100 挡或R1K 挡，黑表笔接假设的发射极，红表笔接另外两极，当出现两次低电阻时，黑表笔接的就是单结晶体管的发射极。单结晶体管b1 和b2 的判断方法是：把万用表置于R100 挡或R1K 挡，用黑表笔接发射极，红表笔分别接另外两极，两次测量中，电阻大的一次，红表笔接的就是b2 极。应当说明的是，上述判别b1、b2 的方法，不一定对所有的单结晶体管
11、都适用，有个别管子的e-b1 间的正向电阻值较小。不过准确地判断哪极是b1，哪极是b2 在实际使用中并不特别重要。即使b1、b2 用颠倒了，也不会使管子损坏，只影响输出脉冲的幅度（单结晶体管多作脉冲发生器使用），当发现输出的脉冲幅度偏小时，只要将原来假定的b1、b2 对调过来就可以了。2.4 脉冲变压器2.4.1脉冲变压器器件：图2-6脉冲变压器2.4.2同名端测试方法：K1 合上瞬间毫安表正偏(b 接红棒c 接黑棒)，则a、b 为同名端，反偏则a、c 为同名端。2.5 晶闸管2.5.1 双向晶闸管器件：图2-7双向晶闸管2.5.2检测方法：1) 判断T1极:G极与T2极靠近，距T1极较远。因
12、此，GT2之间的正、反向电阻都很小。在用 RXl档测任意两脚之间的电阻时，只有在G-T2之间呈现低阻，正、反向电阻仅几十欧，而T1-G、T2-T1之间的正、反向电阻均为无穷大。这表明，如 果测出某脚和其他两脚都不通，就肯定是T1极。2) 区分G极和T2极找出T1极之后，首先 假定剩下两脚中某一脚为T2极，另一脚为G极。把黑表笔接T2极，红表笔接T1极，电阻为无穷大。接着用红表笔尖把T1与G短路，给 G极加上负触发信号，电阻值应为十欧左右，证明管子已经导通，导通方向为T2一T1。再将红表笔尖与G极脱开(但仍接T1)，若电阻值 保持不变，证明管子在触发之后能维持导通状态。把红表笔接T2极，黑表笔接
13、T1极，然后使T1与G短路，给G极加上正触发信号，电阻值仍为十欧左右，与G极脱开后若阻值不变，则说明管子经 触发后，在T1一T2方向上也能维持导通状态，因此具有双向触发性质。由此证明上述假定正确。否则是假定与实际不符，需再作出假定，重复以上测量。显见， 在识别G、T2，的过程中，也就检查了双向晶闸管的触发能力。如果按哪种假定去测量，都不能使双向晶闸管触发导通，证明管于巳损坏。对于lA的管子，亦可 用RXl0档检测，对于3A及3A以上的管子，应选RXl档，否则难以维持导通状态。2.6稳压管2.6.1稳压管器件：图2-8稳压管2.6.2稳压管检测方法：用万用表测量稳压二极管时，应先用R100 或R
14、1k 档，此时测得的正、反向电阻值应和普通的硅二极管一样。这是因为万用表这两档的内部电池多为1.5V，不足以使稳压管反向击穿。然后把万用表拨到R10k 档，此时测得的正、反向电阻值一般都应该小，因为内部电池电压在这档为15V 或22.5V，足以使大多数稳压管反向击穿，使反向电阻大为减小。三、装配知识及调试要求3.1 装配知识3.1.1布局的基本要求实习线路由若干元件组成，在装配时应当注意到电路板上电路的布局，这将影响到电路板整体性能。通常在布局时，要做到以下几点：1) 主电路、控制电路分开设置；2) 元器件疏密得当、有序；3) 电路中信号的输入在左侧、输出在右侧；4) 预留测试端子；5) 考虑
15、电路板的安装问题（固定）。3.1.2焊接的基本要求实习中需要自行设计电路布局，并按线路焊接、装配。通常，在焊接时要注意以下问题：1) 焊接元器件前要对元器件的引脚进行清洗和搪锡；2) 焊点要光滑、圆亮、大小适中；3) 元器件的参数应当放置于显见位置，元件脚弯曲成形时要用镊子；4) 铆钉电路板元件面和走线面分开，导线尽量避免交叉；5) 铆钉板与外部电源联线要用颜色区分，红为正，黑为负，信号线用其他彩色线。3.1.3焊前准备工作1.电烙铁电烙铁是手工焊接必不可少的锡焊工具，它由烙铁头、加热体、手柄和电源线四部分组成。接上交流电源后，插在加热电阻丝内的紫铜做成的烙铁头被直接加热。待达到工作温度后，让
16、烙铁头和焊锡接触，焊锡就会立刻熔化，即可开始焊接。电烙铁的规格是以输入交流电压为220V 时所消耗的电功率来表示的。它的选择对焊接质量有很大关系。一般在印制电路板上焊接，如果电源电压在220V左右，使用30W（老标准为25W）的烙铁最为合适。在整机装配中需要焊接热容量较大元件时，则应采用50W（45W）或7*W 的。目前市场上出售的20W 内热式烙铁，它的发热效率较高，具有重量轻、体积小、发热快、耗电省等优点，通电两分钟后即可使用；耗电20W，却相当于一般2540W 电烙铁的功能。这种烙铁的缺点是机械强度较差。2.焊锡焊接就是利用熔融的焊料将两种相同或不同金属的接合处填满，待冷却凝固后形成一导
17、电良好的导电整体。要求焊料具有熔点低、凝固快、有较好的浸润作用、流动性和足够的机械强度。电子仪器中的焊接，绝大多数使用焊锡作为焊料。焊锡是一种铅锡合金。当铅与锡以不同重量比例组成合金后，其熔点和其他物理性能等都有变化。锡/铅含量为62% / 38%的合金，叫做共晶焊锡。它有最低的熔点（182），凝成固态的温度也是182；由液态到固态几乎不经过半凝固状态，所以焊点凝固迅速，缩短了焊接时间。还能承受较大的拉力与剪力，焊接强度较好，适合在电子线路焊接中使用。手工焊接经常使用含锡量为61%的松香芯焊锡丝。它用于印制电路板上焊接元器件时，常用直径为1mm 的；而整机装配中的焊接可用直径为2mm 的。3.
18、助焊剂金属在空气中，特别在加热的情况下，表面会生成一薄层氧化膜。在焊接时它会阻碍焊锡的浸润，也影响接点合金的形成。采用助焊剂能改善焊接性能。助焊剂有破坏金属表面的氧化物，使成为悬浮状态，漂浮在焊锡表面，有利于焊接的功能。它又能覆盖在焊料表面，防止焊料或金属进一步氧化的作用。还具有增强焊料与金属表面的活性，增加浸润功用。1) 助焊剂的基本要求：a. 熔点应低于焊锡，加热过程中热稳定性好；b. 浸润金属表面的能力强，并应有较强的破坏金属表面氧化膜层的能力；c. 它的各组成成分应不与焊料或金属有相互作用，无腐蚀性，呈中性不易吸湿；d. 易于清洗去除。2) 助焊剂的成分：组膜成分、还原剂、络合剂、活化
19、剂、固化剂等。未活化纯树脂助焊剂也叫做松香助焊剂，因它有价廉、易购、无腐蚀性等优点，在一般手工焊接中最为常用。4.合理选择元器件进行插装元器件的引线经清洗和搪锡后，在焊接之前一般都需要进行引线的成型和插装工艺。良好的成型和插装工艺不但能使整机内部造型美观，而且还能得到性能稳定、防震、减少元器件损坏的效益。元器件的成型和插装原则：1) 成型元器件在清洗搪锡以后，应首先弯曲其引线，使它能迅速而准确地插入孔内。为避免损坏元器件，成型必须注意以下几点：a. 所有元器件的最小弯曲半径不得小于引线直径的两倍。b. 元器件的引线开始弯曲之处应离元器件本体至少3mm（如果是玻璃壳二极管或三极管，不得小于5mm
20、）。2) 插装a. 在印制电路板上最好有元器件的标志，以便于插装、测试和拆卸。b. 电阻、电容、晶体管和集成电路的插装，应使标记和色码朝上，易于辨认，它的顺序应从左到右或从上到下。c. 尽量使元器件的引线长度相等，并把元器件放在两插孔的中央，排列要整齐。d. 有方向性的元器件，要注意它的排列方向正确。5.检查元器件运用万用表等检查各个元器件是否能使用。6.电路的布局是否合理3.2 调试基本步骤3.2.1调试前的准备工作电路装好以后，将开始调试。在调试前必须认真对照原理图，检查线路是否有错接、漏接之处，元器件型号、引脚、参数是否正确。确认无错后，再用万用表电阻档检查（R1档）电路板上的二根电源进
21、线点，判断有无直接短路故障存在，如无，则可接通电源进行调试。3.2.2调试的基本原则1上电观察：上电后不要急于测量电气指标，要观察电路有无冒烟、打火等现象，听听有无异常杂音，闻闻有无异常气味，用手触摸集成电路有无温度过高现象。如有异常现象，立即关断电源，排除故障后再上电。2静态调试：静态调试一般是指在正常是上电后不加输入信号，或只加固定的电平信号的条件下所进行的直流测试，用万用表测出电路中各点的电位，通过和理论估算值比较，结合电路原理的分析，判断电路直流工作状态是否正常，及时发现电路中已损坏或处于临界工作状态的元器件，使电路直流工作状态符合设计要求。3动态调试：动态调试是在静态调试的基础上进行
22、的，在电路的输入端加入合适的信号，按信号的流向，顺序检测各测试点的输出信号，若发现不正常现象，应分析其原因，并排除故障，再进行调试，直到满足要求。四、调光电路4.1 实习目的1) 熟悉单结晶体管触发电路的工作原理及各元件的作用；2) 掌握单结晶体管触发电路的安装调试步骤和方法；3) 对单相调压电路在电阻负载时的工作过程作全面分析；4.2 实习电路工作原理在图中，当电源未接通时，C1电容上的电压为零。电源接通后，C1经R9、V2集射极充电。C1的电压逐升高，达到单结晶体管的峰点电压Up时 ，单结晶体管导通。C1电容经e、b1极向T2脉冲变压器原边绕组放电。T2脉冲变压器输出一个脉冲电压触发双向晶
23、闸管导通。当C1电容放电到谷点电压Uv ，并趋向更低时，单结晶体管截止。T2脉冲变压器上的脉冲电压结束。之后，C1电容从Uv值又开始充电。充电到Up时，单结晶体管又导通，不断重复。双向晶闸管由第一个脉冲触发导通，后面的脉冲不起作用。改变R9及V2集射极的等效电阻，就可以改变电容的充电速度，达到改变角的目的。实现自由移相。图4-1 电路原理图4.3 元器件明细表序号元件名称元件型号数量1变压器220V/18V（总功率5VA）带中间抽头1个2脉冲变压器1个3变阻器4K7 WXD3-121个4电阻10 1W1个200 0.25W1个270 0.25W1个330 1w1个1K2 0.25W1个2K4
24、0.25W1个2K7 0.25w1个5K1 0.25W1个7K5 0.25w1个82K 0.25w2个5电容0.1uF K1001个6二极管IN40075个7稳压管12V 0.5w1个8三极管90121个90131个9双向晶闸管97A61个10单结晶体管BT33F1个11LED灯红色，立式1个12灯泡（带灯座）12V 0.1A1个13接线端子3端1个14保险丝2个15两相插头1个16导线若干17大号万能板15x10cm1个18小号万能板1个表1元器件4.4 版面布置方框图图42 正面布置图43 反面布置4.5 调试用仪器设备一览表序号名称型号数量1双踪慢扫描示波器TD465112万用表MF30
25、13电烙铁4焊锡丝5稳压管12V 0.5w1表2 调试用仪器设备4.6 各点波形纪录(1) 调光电路TP1点波形如下图所示：图4-4 调光电路TP1点波形(2) 调光电路TP2点波形如下图所示：图4-5 调光电路TP2点波形(3) 调光电路TP3点波形如下图所示：图4-6 调光电路TP3点波形(4) 调光电路TP4点波形如下图所示：图4-7 调光电路TP4点波形(5) 调光电路TP5点波形如下图所示：图4-8 调光电路TP5点波形(6) 调光电路TP6点波形如下图所示：图4-9 调光电路TP6点波形T (7) 调光电路TP7点波形如下图所示：图4-10 调光电路TP7点波形4.7 故障及排除过
26、程（1）焊接好之后，接入电源之后，只有红色的发光二极管灯亮，可以确定整流部分没有问题，通过与电路原理图比较发现两个PG点没有连接，导致灯泡没有亮。（2）连接好PG点之后，发现小灯泡还是没有亮。接通电源，用万用表测试之后，发现稳压管两端的电压值很小，正负两极电压值一样，猜测稳压管在焊接过程中已经烧坏，通过换稳压管证实了猜想，最后调节滑动电阻，小灯泡亮暗程度随着阻值变化。五、收获与体会经过一个星期左右的时间，电力电子技术实习已经结束了。在大学生涯中已经不是第一次自己焊接一个完整的电路板了，通过上学期的电工电子综合设计焊接的经验，这次焊接的各方面都比上次熟练很多，在各个元件的排版上，焊接的工艺及外观
27、上面都有了明显的进步，又一次增加了我的焊接经验。进步是显然的，但是其中我仍然存在着许多不足之处。通过12月25日晚上和26日的早上就焊接好了电路板，接通电源之后，电路板上只有发光二极管亮，就可以知道我焊接的电路板出现了问题。虽然一两个小小的问题，却耗费了我整个下午的时间在排除故障，由此可见这是经验不足导致的，要想更进一步，必须要多去实践，这样对我们在毕业设计中作出实物图有很大的帮助。在电力电子技术的实习中，我了解了电阻调光电路的工作原理，然后通过用双踪示波器测出所焊接电路各个点的波形图，巩固了上课所学的电力电子的知识，使我理论联系了实践。并且在焊接电路板的过程中，我掌握了焊接电路板的技巧：怎样焊接才准确、什么样的焊点才正确、焊接的注意事项、如何避免虚焊等。另外，我掌握了理论必须要联系实践，在学习电力电子书本知识的过程中，不要认为学会分析电路怎样运行就行了，还要在实践中学会怎样排除故障，所以这次的实习同时还增加了我排除电路板故障的能力。六、参考文献1金如麟.电力电子技术基础.北京：机械工业出版社，1995 2王志良.电力电子新器件及其应用技术.北京：国防工业出版社，19953. 黄俊、王兆安. 电力电子技术.北京：机械工业出版社，2008
