电力电子实训报告.docx
- 文档编号:30665198
- 上传时间:2023-08-19
- 格式:DOCX
- 页数:14
- 大小:203.63KB
电力电子实训报告.docx
《电力电子实训报告.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《电力电子实训报告.docx(14页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
电力电子实训报告
实训报告
课程名称
电力电子技术实训
题目名称
同步信号为锯齿波触发电路
学生学院
自动化学院
专业班级
学号
学生姓名
指导教师
实习时间
2010/12/13―2010/12/16
目录
一、实验目的1
二、实训内容及要求1
三、实训主要仪器设备和材料1
四、原理图1
五、工作原理3
1、脉冲形成环节3
2、锯齿波的形成3
3、脉冲移相环节4
4、同步环节5
六、PCB制作说明6
七、生成PCB电路板6
八、电路板调试7
1、调试7
2、波形分析9
3、测量移相控制特征9
九、思考题10
1、改变原理图R1的参数影响10
2、实训的收获体会10
摘要
本次实训的内容是同步信号为锯齿波触发电路。
根据锯齿波触发电路的原理图,分析锯齿波触发电路的工作原理。
在基本理解其工作特性后,利用PROTEL进行原理图的绘制,并在MULTISIM下进行仿真测试。
得到与理论基本相符的结果后,生成PCB图,并经常电路连接,以及改善工作。
然后根据自己设计的PCB板,通过打印、转印、腐蚀、打孔、涂助焊剂、焊接,完成一系列体力后,进行电路调试。
利用示波器检测并记录各点在脉冲信号的作用下的波形。
一、实验目的
1、进一步熟悉电力电子器件的类型和特征,并掌握合适选用的原则。
2、学会电力电子电路的安装与调试技能。
3、进一步熟悉电子仪器的正确使用方法。
4、培养学生独立分析问题和解决实际工程问题的能力,并锻炼动手能力。
二、实训内容及要求
2.1实训内容
1、按电器原理图设计印刷电路板。
2、安装、调试电路板,测试波形,数据。
2.2实训要求
1、复习有关教材、查找有关资料,了解、熟悉晶闸管触发电路的要求和工作原理。
分析电路中各点的电压波形。
2、用PROTEL软件根据同步信号为正弦波触发电路设计印刷电路版图。
要求印刷电路板按规定尺寸设计,不留空余面积。
一般控制信号从左流到右,强电信号从上到下。
~220不能于印刷电路板连接,~220V的引线要用绝缘胶布牢固扎住。
3、绘制印刷帮图布线宽要在1mm以上。
为避免干扰,布置地线时应统一各级电路采用一点接地原则,加粗、缩短地线。
4、所有元件排列均匀,元件引脚、极性正确,布局合理,美观实用。
统一变压器的同名端。
5、绘制的电路板图,经审定后,制作印刷电路板。
要求印刷电路板前冲洗干净电路板,不含任何腐蚀物。
钻孔准确,两面无损。
6、对焊接要求是:
净化元件引脚和焊点表面,同种元件距离印刷电路板的高度一致,焊接牢固,无虚焊,焊点光亮、圆滑、饱满、无裂纹、大小适中一致。
三、实训主要仪器设备和材料
1、计算机、转印板;
2、示波器,万用表;
3、覆铜板一块、电子元器件若干。
四、原理图
五、工作原理
电路可分为三个基本环节:
脉冲的形成与放大、锯齿波的形成和脉冲移相、同步环节。
1、脉冲形成环节
脉冲形成环节由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。
(1)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-U1(15V)。
V7,V8处于截止状态,无脉冲输出。
另外,电源的+E1(15V)经R0,V5发射极到-E(-15V),对电容C3充电,充满后电容两段电压接近2E1(30V)。
(2)
当控制电压Uco=0.7V时,V4导通,A点电位由+E1(+15V)迅速降低到1.0V左右,由于电压C3两端电压不能突变,所以V5基极电位迅速降低到-2E1(-30V),由于V5发射结反偏置V5立即截止。
它的集电极电压由-E1迅速上升到钳位电压+1.4V(V6,V7两个PN结正向压降之和),于是V7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基极电位逐渐上升,直到Ub5>-E1(-15V),V5又重新导通。
这时Uc5又立即降低到-E1,使V7截止,输出脉冲终止。
可见,脉冲前沿由V4导通时刻确定,V5(或者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R11,C3有关。
2、锯齿波的形成
此电路采用的是恒流源电路,由V1、V2、V3和C2等元件组成,其中,V1、VS、RP3和R3为一恒流电路。
(1)当V2截止时,恒流源电路I对电容C2进行充电,C2两端电压为
可见RP3,是用来调节锯齿波斜率的。
(2)当V2导通时,C2迅速放电,使Ub3电位迅速归零。
当V2周期性导通和关断时,Ub3形成以锯齿波。
而射极V3主要是减小控制回路的电流对锯齿波电压Ub3的影响。
·Ub3波形
3、脉冲移相环节
V4管基极电位=锯齿波电压+直流控制电压Uco+直流偏移电压Up。
各电压单独作用时:
由于在V4导通后,Ub4电压一直钳住在0.7V,实际波形在高于0.7V处都变为平顶。
·Ub4电压波形
M为截止到导通的转折点。
V4在转折点处使电路输出脉冲。
可通过调节M点的时间坐标,该百年脉冲产生的时间,脉冲移相。
加Up的目的是为了确定控制电压在等于零的时候脉冲的初始相位。
4、同步环节
同步环节主要由变压器TS、VD1、VD2、C1组成。
触发电路与主电路的同步是指要求锯齿波的频率与主电路电源频率相同且相位关系确定。
由电路可知,锯齿波由开关V2管控制。
所以,只需同步变压器的二次电压控制V2通断,可保证触发脉冲与主电路电源同步。
(1)当二次电压波形在负半周的下降阶段是,VD1导通,电容C1充电。
VD2偏置。
(2)当二次电压波形在负半周的上升阶段,+15v电源对电容方向充电,VD1截止。
当电容电压达1.4V时,VD2导通。
如此周而复始。
与主电路电源频率和相位达到同步。
·UQ点波形
六、PCB制作说明
(1)线宽:
1.5mm(主要)、2.5mm(地线)
(2)焊盘大小:
直径2.5mm
(3)孔径:
直径0.8mm
(4)keepoutlayer尺寸:
150*100(mm^2)
(5)封装:
电阻:
AXIAL0.4,AXIAL0.2
二极管:
DO-41
电容:
RB-.2/.4、RAD-0.3、RAD-0.2(非极性)RB-.3/.6(极性)
三极管:
TO92C
稳压管(7815、7915):
TO220
整流桥、电位器、变压器:
按照实际大小设计
七、生成PCB电路板
封装完成后,检测电路,无误后,点击Design—>updatePCB生成PCB板。
手动布局:
控制型号从左流到右,强电信号从上流到下。
按此规则进行元件排布。
元件排列均匀,高低、大小、轻重都均匀分布在印制板上。
手动布线:
先将+15V、GND、-15V的线路进行联结,完成后,进行各元件的布线,从上至下,从左到右。
布线完成后,将地线覆铜,加粗电源线路,对各焊孔焊盘进行设置,元件位置再次调整。
加入Teardrops效果。
所有元件排列均匀,元件引脚,极性正确,布局合理,美观使用。
注意变压器的同名端
绘制的印刷电路板图,经过审定后,制作印刷电路板。
印刷电路板前冲洗干净电路板,不含腐蚀物。
钻孔准确,两面无损。
对焊接的要求时:
净化元件和焊点表面,同种元件距离印刷电路板的高度一致,焊接牢固,不虚焊,焊点光亮,圆滑,饱满,无裂纹,大小适中且一致。
达到的PCB板效果如下:
·PCB板
八、电路板调试
1、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。
使检测点TP7的脉冲前沿落在检测点TP3的锯齿波波形中央,,之后,偏移电位器RP2、斜率电位器RP3,不用再调整。
(2)以原理图中,地为参考点,用双踪示波器观察检测点TP1~TP7在一个工作周期中的波形,测量波形的正、负电压值(V);波形的周期(us、ms);对齐相位,全部记录在下图:
2、波形分析
TP1:
从变压器低压侧引入的正弦波,周期为20毫秒,最大值为25.5V,由于电网高次谐波的影响,不是严格的正弦波。
TP2:
当二次电压波形在负半周的下降阶段是,VD1导通,电容C1充电。
VD2偏置。
当二次电压波形在负半周的上升阶段,+15v电源对电容方向充电,VD1截止。
当电容电压达1.4V时,VD2导通。
TP3:
当V2截止时,电容C2充电,其两端电压,线性增长;当V2导通是,C2迅速放电,Ub3迅速降到零。
当V2周期性地导通和关断,Ub3便形成一锯齿波。
而TP3处的电压与Ub3成线性关系,所以,TP3处电压为一个锯齿波电压。
TP4:
V4的基极电位Ub4由锯齿波电压、直流控制电压、直流偏移电压三个电压作用的叠加值所确定的,当Ub4达到0.7V后,V4导通,电压一直钳制在0.6V。
TP5:
当V4截止时,TP5处的电位保持在15V;当V4导通时,该处电压将至1V,左右。
TP6:
当V4导通时,T5处电压由+15V降到0.6V,由于电容C3两端电压不能突变,所以,该处电位降到-22.5V,V5截止。
电容C3经电源、R11、D3、V4反向充电,直至电压大于-15V,V5重新导通。
TP7:
当V5的集电极电压大于-15V迅速上升到钳制电压+2.1V时,V6、V7导通,TP7处输出脉冲电压。
3、测量移相控制特征
α
20
50
80
110
140
170
180
Uco
15.11
13.77
11.11
8.2
5.2
2.19
0
·绘制移相控制特性α=F(Uco)
九、思考题
1、改变原理图R1的参数影响
当改变R1时,可知C1充放电时间变化,从而影响锯齿波的宽度。
(具体可看同步环节的分析)
2、实训的收获体会
经过一周的实训,我学到了很多关于制作电路板的基础知识,特别是关于制作工艺的考虑。
制版的时候,不仅要考虑原件的封转,还要考虑板的安装尺寸,以及电路电磁特性,虽然本次制版非高频电路,但是具备这样的意识对以后的学习是有很大帮助的。
设计的时候,经常遇到三极管,稳压管的管脚对应问题。
原先的电路在三极管9013和9012封装这部分,由于原理图默认管脚编号与封装的管脚编号不对应,导致后来增加了很多的修改工作,特别是当时PCB图布线已经完成了,管脚的修改导致很多线路需要修改。
做板的时候,其他同学在转印的时候经常出现掉粉的现象,出于保守起见,把板敷热敷了两遍,并让它自然冷却,最后转印的效果相当理想。
钻孔之后是刷上助焊剂,刷的时候要保持均匀,把助焊剂刷得薄薄的,既美观又节约,而且晒干的时间也短。
焊板的时候,每焊一个原件之前,都进行了测试,保证每个元件都是合格的,这样在焊完整块板以后,可以省掉很多测试元件的功夫,也减少了一些不必要的错误。
调试的时候,往往需要仔细耐心的分析,有时是由于3个调压电阻忘了预先调节,导致波形没法显现。
在波形出现问题的时候,可以通过检测电位器是否调到预定的要求,不要一开始就往电路板怀疑。
在调试的过程中发现,如果电路板出现问题,一般是在原理图的时候就已经埋下祸根,多了一两个交点,或者少了一两个交点。
因为在生成PCB的时候,绘图软件本就将管脚用网络线连接起来,布线过程软件会自动给你检查错误。
注意到这一点,从原理图出发,检查错误,如果没有问题,再往电路板元件是否在焊接过程出现错误上考虑,可以少走一些弯路。
本次实训,我在手工制作电路板上有了一些知识和经验的积累,受益匪浅。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 电力 子实 报告