知识点制作脚本45.pdf

工程实践案例工程实践案例【工程实践案例名称】【工程实践案例名称】晶闸管直流调光（调压）电路制作（实训）【工程应用背景】【工程应用背景】在学习了电子技术基础中的晶闸管及其应用电路之后，为了让学生在学中做，做中学，我们进行了晶闸管直流调光（调压）电路安装、调试及故障排除，通过这一实践，巩固所学理论知识，提高学生的动手能力和学习兴趣。选用该电路进行实训的理由:1、电路难易适中，直观，教学效果好；2、安全，工作电压仅为 12V；3、不使用万用表、示波器，也可通过观察灯泡的亮度变化也能取得较好的效果，比较适合中职学生；4、对于层次稍高的学生，可使用万用表进行检测，同时提高了万用表的应用水平；5、对于层次较高的学生，可用示波器进行观测，同时提高了示波器的应用水平。6、让学生在实作中填写实习报告，记录各点的电压、波形，然后再复习单结晶体管触发电路、单向晶闸管的工作原理，进一步提高了理论水平，达到了一体化的教学目的。教学案例制作脚本 1/12【案例内容】【案例内容】1.电路图电路图 2.参数说明参数说明（一）（一）、电路元件与作用、电路元件与作用 1.电路 调光电路原理如图所示，该电路由整流电路、触发电路和晶闸管调压电路构成，一般情况下，可使灯泡两端电压在 2 伏至 8 伏范围内变化，调光效果明显。2.元件作用（1）V1-V4：桥式整流电路，当电路接通后，220V 交流经变压器变为 12V，再经过整流，产生一个全波脉动直流电压，输入电压波形如图 8(a)，输出电压波形如图 8(b）所示。（2）V6、R2、R3、R4、RP、C：单结晶体管等组成触发电路。（3）RP：旋转电位器，可以改变触发电路电容 C 充电的快慢，改变尖脉冲频率，从而改变可控硅 V5 导通角的大小，即改变了晶闸管流过的平均电流，达到调节灯泡HL 亮度的目的。3.电路工作原理 接通电源时，电容 C 经由 R4、RP 充电而电压 Ve 逐渐升高，当 Ve 达到峰点电压时，单结晶体管 V6 开始导通，电容上电压经 e-b1而向电阻 R3 放电，在 R3 上输出一个尖脉冲电压，其电压波形如图 8(c)所示。R3 两端的尖脉冲电压去触发晶闸管 V5 的控制极，使晶闸管导通，灯泡获得电压发光。晶闸管导通后，触发电路停止工作，当输入电压经过零点时，晶闸管自动关断。当脉动电压下一个周期到来时，电容 C 又重新充电，V6 再次导通，从而使晶闸管也导通，如此反复，则在白炽灯泡两端形成图 8（d）所示的电压波形。Commented 微软用户微软用户 1:鼠标移上去时，在一角显示图 8（晶闸管直流调光电路工作波形）。Commented 微软用户微软用户 2:鼠标移上去时，在一角显示图 8（晶闸管直流调光电路工作波形）。Commented 微软用户微软用户 3:鼠标移上去时，在一角显示图 8（晶闸管直流调光电路工作波形）。教学案例制作脚本 2/12当 RP 较大时，电容 C 充电电压 Ve 达到单结晶体管 V6 导通电压值所需要的时间较长，触发尖脉冲频率较低，到来较慢，则晶闸管控制角较大，导通角较小，负载灯泡两端的直流平均电压较小，灯泡较暗；反之，灯泡较亮。这样就有效地控制灯泡亮暗，调节了亮度。3.应用方法应用方法 文文本本 实训项目名称实训项目名称 晶闸管直流调光（调压）电路制作 图图片片 图 1 晶闸管直流调光电路效果图 a 图 2 晶闸管直流调光电路效果图 b 教学案例制作脚本 3/12 文文本本 实训目标实训目标 1、认识晶闸管（外形见图 3）、单结晶体管（外形见图 4）、（引脚见图 5）；2、认识晶闸管导通与关断的特性；3、认识单节晶体管触发电路；4、掌握晶闸管在调压方面的简单应用；5、能安装、调试简单的晶闸管应用电路并进行故障排除。图图片片 图 3 晶闸管外形图 图 4 单结晶体管外形图 图 5 单结晶体管引脚图 表表格格 实训条件准备实训条件准备（一）、电路元器件选择（一）、电路元器件选择 序号 名称 规格、型号、参数 1 V1V4 二极管 1N40074 2 V5 可控硅 CR3AM(3A/400V)3 V6 单结晶体管 BT33 4 R1 电阻 100 5 R2 电阻 470 6 R3 电阻 100 7 R4 电阻 1k 8 RP 电位器 100k 9 C 涤纶电容器 0.15 10 HL 灯泡 12V/1-5W 11 电源线 若干 12 安装线 若干 13 万能电路板 1（二）（二）、测试用器材、测试用器材 序号 名称 规格 1 常用工具 2 示波器 通用 Commented 微软用户微软用户 4:/鼠标移上去时，在一角显示图 3（晶闸管外形图）。Commented 微软用户微软用户 5:/鼠标移上去时，在一角显示图 4（晶闸管外形图）。Commented 微软用户微软用户 6:/鼠标移上去时，在一角显示图 5（晶闸管引脚图）。教学案例制作脚本 4/123 220V 交流电源及开关 4 变压器 220V/12V/10W 5 万用表 通用 文文本本 实训过程实训过程 通过观看晶闸管直流调光电路效果视频，初步认识晶闸管调光（调压）电路 图图片片 图 6 晶闸管直流调光电路效果图（点此播放视频）图图片片 图 7 晶闸管直流调光电路原理图 文文本本 参数说明参数说明（一）（一）、电路元件与作用、电路元件与作用 1.电路 调光电路原理如图 7 所示，该电路由整流电路、触发电路和晶闸管调压电路构成，一般情况下，可使灯泡两端电压在 2 伏至 8 伏范围内变化，调光效果明显。2.元件作用（1）V1-V4：桥式整流电路，当电路接通后，220V 交流经变压器变Commented 微软用户微软用户 7:/点击播放“晶闸管直流调光电路测试视频”。教学案例制作脚本 5/12为 12V，再经过整流，产生一个全波脉动直流电压，输入电压波形如图8(a)，输出电压波形如图 8(b）所示。（2）V6、R2、R3、R4、RP、C：单结晶体管等组成触发电路。（3）RP：旋转电位器，可以改变触发电路电容 C 充电的快慢，改变尖脉冲频率，从而改变可控硅 V5 导通角的大小，即改变了晶闸管流过的平均电流，达到调节灯泡 HL 亮度的目的。积件内积件内容区容区 图图片片 图 8 晶闸管直流调光电路工作波形 文文本本 3.电路工作原理 接通电源时，电容 C 经由 R4、RP 充电而电压 Ve 逐渐升高，当 Ve 达到峰点电压时，单结晶体管 V6 开始导通，电容上电压经 e-b1而向电阻 R3放电，在 R3 上输出一个尖脉冲电压，其电压波形如图 8(c)所示。R3 两端的尖脉冲电压去触发晶闸管 V5 的控制极，使晶闸管导通，灯泡获得电压发光。晶闸管导通后，触发电路停止工作，当输入电压经过零点时，晶闸管自动关断。当脉动电压下一个周期到来时，电容 C 又重新充电，V6 再次导通，从而使晶闸管也导通，如此反复，则在白炽灯泡两端形成图 8（d）所示的电压波形。当 RP 较大时，电容 C 充电电压 Ve 达到单结晶体管 V6 导通电压值所需要的时间较长，触发尖脉冲频率较低，到来较慢，则晶闸管控制角较大，导通角较小，负载灯泡两端的直流平均电压较小，灯泡较暗；反之，灯泡较亮。这样就有效地控制灯泡亮暗，调节了亮度应用方法应用方法（一）（一）、电路装配、电路装配（1）按装配图（图 9）正确安装各元器件；（2）用导线在背面按电气连接关系连接（图中黑粗线）；（3）灯泡用导线连接到电路板上；（4）在左端设置交流 12V 输入点；（5）万能电路板四周用四个螺丝固定、支撑。Commented 微软用户微软用户 8:鼠标移上去时，在一角显示图 8（晶闸管直流调光电路工作波形）。Commented 微软用户微软用户 9:鼠标移上去时，在一角显示图 8（晶闸管直流调光电路工作波形）。Commented 微软用户微软用户 10:鼠标移上去时，在一角显示图 8（晶闸管直流调光电路工作波形）。教学案例制作脚本 6/12积件内积件内容区容区 图图片片 图 9 晶闸管直流调光电路装配图（正面）图 10 晶闸管直流调光电路装配图（反面）积件内积件内容区容区 文文本本（二）（二）、调试与检测、调试与检测（1）由于变压器一次侧与市电相连，调试时应注意安全，防止触电。调试前认真、仔细检查各元器件安装情况，最后接上灯泡，进行调试。（2）接通 220V 电源，人体远离变压器一次侧，旋转电位器，观察电压变化，灯泡亮度变化（点此播放视频）（可同时用万用表直流档测量灯泡两端电压）。（3）调节 RP 使灯泡亮度适中，用示波器测试电路中 a、b、c、d 各点波形并与图 8 波形图对照。（三）（三）、常见故障及原因常见故障及原因（1）由 BT33 组成的单结晶体管张弛振荡器停振，可能造成灯泡不亮，灯泡不可调光。造成停振的原因可能是 BT33 损坏，R2、R3、R4、RP、C 参数不对等。（2）电位器顺时针旋转时，灯泡逐渐变暗，可能是电位器中心抽头接Commented 微软中国微软中国 11:点击播放“晶闸管直流调光电路测试视频”。教学案例制作脚本 7/12反造成。积件内积件内容区容区 表表格格 实训结果记录与评价实训结果记录与评价 一、实训报告实训报告 班级 姓名 学号 学年 学期 日期 实验（实训）指导教师 实验（实训）名称 一、实验（实训）目的 1、认识晶闸管、单结晶体管；2、认识晶闸管导通与关断的特性；3、认识单节晶体管触发电路；4、掌握晶闸管在调压方面的简单应用；5、能安装、调试简单的晶闸管应用电路并进行故障排除。二、实验（实训）器材（清单）序号 名称 规格型号 1 V1V4 二极管 1N40074 2 V5 可控硅 CR3AM(3A/400V)3 V6 单结晶体管 BT33 4 R1 电阻 100 5 R2 电阻 470 6 R3 电阻 100 7 R4 电阻 1k 8 RP 电位器 100k 9 C 涤纶电容器 0.15 10 HL 灯泡 12V/1-5W 11 电源线 若干 12 安装线 若干 13 万能电路板 1 教学案例制作脚本 8/12三、实验（实训）电路原理及电路图 工作原理：接通电源时，电容 C 经由 R4、RP 充电而电压 Ve 逐渐升高，当Ve 达到峰点电压时，单结晶体管 V6 开始导通，电容上电压经 e-b1而向电阻 R3 放电，在 R3 上输出一个尖脉冲电压。R3 两端的尖脉冲电压去触发晶闸管 V5 的控制极，使晶闸管导通，灯泡获得电压发光。晶闸管导通后，触发电路停止工作，当输入电压经过零点时，晶闸管自动关断。当脉动电压下一个周期到来时，电容 C 又重新充电，V6 再次导通，从而使晶闸管也导通，如此反复。当 RP 较大时，电容 C 充电电压 Ve 达到单结晶体管 V6 导通电压值所需要的时间较长，触发尖脉冲频率较低，到来较慢，则晶闸管控制角 较大，导通角 较小，负载灯泡两端的直流平均电压较小，灯泡较暗；反之，灯泡较亮。这样就有效地控制灯泡亮暗，调节了亮度。原理图：四、实验（实训）步骤（一）（一）、电路装配、电路装配 （1）按装配图正确安装各元器件；（2）用导线在背面按电气连接关系连接；（3）灯泡用导线连接到电路板上；（4）在左端设置交流 12V 输入点。（二）（二）、调试与检测、调试与检测（1）由于变压器一次侧与市电相连，调试时应注意安全，防止触电。调试前认真、仔细检查各元器件安装情况，最后接上灯泡，进行调试。（2）接通 220V 电源，人体远离变压器一次侧，旋转电位器，观察电压变化，灯泡亮度变化（可同时用万用表直流档测量灯泡两端电压）。（3）调节 RP 使灯泡亮度适中，用示波器测试电路中 a、b、c、d各点波形并与波形图对照。（三）（三）、常见故障及原因常见故障及原因（1）由 BT33 组成的单结晶体管张弛振荡器停振，可能造成灯泡不亮，灯泡不可调光。造成停振的原因可能是 BT33 损坏，R2、R3、R4、RP、C 参数不对等。（2）电位器顺时针旋转时，灯泡逐渐变暗，可能是电位器中心抽头接反造成。教学案例制作脚本 9/12 五、实验（实训）数据记录和分析（包括必要的算式、波形、数据对照和误差处理等）1.一般情况下，可使灯泡两端电压在 2 伏至 8 伏范围内变化，调光效果明显。2.当电路接通后，220V 交流经变压器变为 12V，再经过整流，产生一个全波脉动直流电压，输入电压波形，输出电压波形如图所示：（3）RP：旋转电位器，可以改变触发电路电容 C 充电的快慢，改变尖脉冲频率，从而改变可控硅 V5 导通角的大小，即改变了晶闸管流过的平均电流，达到调节灯泡 HL 亮度的目的。六、实验（实训）问题（总结）及故障分析（1）由 BT33 组成的单结晶体管张弛振荡器停振，可能造成灯泡不亮，灯泡不可调光。造成停振的原因可能是 BT33 损坏，R2、R3、R4、RP、C 参数不对等。（2）电位器顺时针旋转时，灯泡逐渐变暗，可能是电位器中心抽头接反造成。表表格格 二、评价表二、评价表 序序号号 参考内容及要参考内容及要求求 配分配分 评分标准评分标准 扣扣分分 得得分分 1 正确安装电子元件 10 分 电路接线不正确每处扣 5 分（每处）超过 3 处该项为零分。教学案例制作脚本 10/122 按图焊接 10 分 布局不合理每处扣 3 分，最多扣 10 分。3 焊点平整、光亮，连线横平竖直 10 分 焊点毛糙，露铜过长，连线不平直，每处扣 2 分，最多扣 10 分。4 焊接牢固，无虚焊，接触良好 10 分 不牢固，电气接触不良，有虚焊、漏焊每处扣 2 分，最多扣 10 分。5 焊接前应严格检查元件好坏 10 分 安装前未认真检查元件扣10 分。6 保护元件 10 分 安装过程中每损坏一个元件扣 5 分，最多扣 10 分。7 通电试车 20 分 一次试车不成功扣 10 分，二次通电不成功扣 15 分，三次通电不成功为 0 分。8 正确使用仪器仪表，测量结果正确 20 分 每错误一次扣 5 分，最多扣10 分。9 否定项 违反安全规定，造成安全事故，元件烧坏等，该次考试为零分。工工 时时 500min 起始时间：结束时间：超时：合合 计计 100100分分 评分合计评分合计 ）已有视频：视频名称：视频名称：KB090601-晶闸管应用实训晶闸管直流调光电路测试视频（1 分 20 秒）.MOV 视频位置：视频位置：19 云南工业王柏辉KB090601 晶闸管应用实训KB090601-晶闸管应用实训晶闸管直流调光电路测试视频（1 分 20 秒）.MOV 制作制作 说明说明 【在实训过程中遇到的问题及解决方法】【在实训过程中遇到的问题及解决方法】1、最初使用的电路中还有一颗 6V 的稳压二极管 V；如下图所示：教学案例制作脚本 11/12 在试车中一些同学的的制作万全正确，元件也没用问题，但试车时灯泡不亮，用示波器检测不到触发信号。把稳压管换成 8V 才能工作，后来取消了稳压二极管，调光性能更好，通过查找资料，也证明了这一措施的正确性，当电源电源降低后，可以取消稳压管；2、还应增加锯齿波监测点 E；3、用示波器观察 C 点的触发信号时有一定的难度，教师必须进行示范并个别指导，否则很多学生不能完成；4、电容 C 的取值，从 0.1-0.47均可，但要用无极性电容；5、有的资料上省略了 R4 虽然也能工作，但容易损坏单结晶体管。云南工业高级技校 王柏辉