同步信号为锯齿波触发电路2报告
同步信号为锯齿波触发电路
实训报告
学 院
专 业 电力系统及其自动化
年级班别 2007级4班
学 号 3107001259/3107
学生姓名 傅京坛/甘庆祥
指导教师 程汉湘，罗兴
2009年 12 月23日
摘 要
在本学期的17周，我们在工学二号馆进行为期一个星期的电力电子技术实训，主要
是用PROTEL99画出同步信号为锯齿波触发电路的电气原理图, 并设计出它的PCB 图, 经过审
定后, 然后根据自己设计出来的PCB 图制作电路板, 制作电路板的过程包括印制→转印→去
铜→打孔→涂助焊剂→焊接。焊接完后就开始认真调试和检测电路, 完成所有工作后在示波
器上检测各点的波形。
关键词: 同步信号，锯齿波触发电路，PCB ，焊接
目录
1实训内容及要求…………………………………………………………… - 1 -
1.1实训目的………………………………………………………………… - 1 -
1.2实训内容及要求………………………………………………………… - 1 -
1.3实训主要仪器设备和材料……………………………………………… - 1 -
2电气原理图及工作原理…………………………………………………… - 2 -
2.1电气原理图……………………………………………………………… - 2 -
2.2实验原理………………………………………………………………… - 2 -
3印刷电路板及说明………………………………………………………… - 3 -
3.1印刷电路板说明 ………………………………………………………… - 3 -
3.2印刷电路板(PCB图) …………………………………………………… - 3 -
4电路仿真…………………………………………………………………… - 4 -
5电路板调试………………………………………………………………… - 5 -
5.1波形、数据及分析……………………………………………………… - 6 -
5.2调试过程存在问题分析及解决措施 ………………………………… - 7 -
6实训的收获体会…………………………………………………………… - 8 -
参考文献 …………………………………………………………………
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实验项目名称: 同步信号为锯齿波的触发电路
实验项目性质: 综合/设计性
所属课程名称: 电力电子技术实训
实验计划学时: 1周
实 验 地 点：工学二号馆512
实 训 时 间：2008年12月1日―2008年12月5日
1实训内容及要求
1.1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。
1.2实训内容及要求
1. 按电气原理图设计印刷电路板，要求合理布局。
2. 安装，调试电路板，测试波形，数据。
1.3实训主要仪器设备和材料
1. 计算机，转印机。
2．示波器，万用表，敷铜板，一块，电子元器件若干。
3．实训具体过程流程图如下
2电气原理图及实验原理
2.1电气原理图
2.2实验原理
脉冲形成环节由V4,V5组成,V6,V7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V7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).V6,V7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),极性如图所示
:
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.
3印刷电路板及说明
3.1印刷电路板说明
（1）用PROTEL 99 SE 软件根据图2－1的同步信号为锯齿波触发电路设计印制电路板图（见附录：附图1）。印制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，强电信号从上流到下。～220V 不能余印刷电路板连接，～220V 的引线要用绝缘胶布牢固扎住。
（2）绘制印制电路板图布线线宽在1mm 以上，本设计设为1.8mm 。为了避免干扰，布置地线时要注意各级电路采用一点接地原则，加粗、缩短地线。
（3）所有元件排列均匀，元件引脚、极性正确，布局合理，美观实用，注意变压器的同名端。
（4）绘制的印制电路板图，通过老师审定后制作成印制电路板。制版前要求将板冲洗干净，腐蚀后也要冲洗干净，不含腐蚀物。按图准确钻孔，两面无损。
（5）根据电路原理图选用合适的型号的元器件，检测其参数并看其是否有损坏，无误后在印制板上对应位置上合理安放、焊接。要求净化元件引线和焊点表面，同种元件距离印制电路板的高度一致，焊接牢固，无虚焊，焊点光亮、圆滑、饱满、无裂纹、大小适中且一致。
3.2印刷电路板(PCB图
)
4电路仿真
TP2：
TP3：
TP4：
TP5：
TP6：
TP7：
5电路板调试
5.1波形、数据及分析
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，使测试点TP7的脉冲前沿在检测点TP3的锯齿波形中央，见图2－3。以后偏移电位器RP2, 斜率电位器RP3不用调整。
图2－3：将输出脉冲整定在锯齿波的中央
2以图2－1中的0作为参考点。改变移相控制电压Uco ＝0～8V ，脉冲的移相范围D=0~90.
3) 以图2-1中的0点为参考点。用双线示波器观测检测点TP1~TP7在一个工作周期中的波形，测量波形的正负电压值，波形的周期，对齐相位，全部记录在图2－2中。
4）测绘移相控制特性，用完用表支流电压挡测量土2-1中的移相控制电压Uco 。用示波器观测TP7的脉冲，记录在表2-1中。作出a=f（Uco ）移相控制特性的函数曲线。绘制在图2-4中。
5）两板连接测量补脉冲：A ，B 两板地线相连，A 板补脉冲输出点接B 板脉冲输入点，观察记录B 板上G ，K 两点之间的波形（应有双脉冲输出），判断何为补脉冲。
图2－2 各测量点在同一周期中的波形
图2-4 测绘移相控制特性α＝f(Uco)
5.2调试过程存在问题分析及解决措施
在调试的过程中，一开始时比较正常，很容易就检测到了TP1和TP2的波形。但是，当用示波器显示TP3的时候就发现没有波形。之后的TP4~TP7也一样没有波形。经过检测，我们发现稳压管两端电压居然高于5V ，正常应该在3.6V 左右，于是我们找老师换了一个新的稳压管。但换上新的稳压管后还是测不出波形。我们又从新检测其他所有器件，后来发现，在V2的基极是有波形的，而到V3的基极就没有波形了，而同支路的其他各点电压都正常。所以，我们决定，将V2元件拆下来进行检验。果然，检验后发现原来这个二极管的放大倍数很小，并不满足要求。于是，换来新管，进行更换。更换后，检测TP3，示波器上显示出波形，但那却是不正确的，这让我们挺沮丧。
光检测就花了我们大量时间，后来决定把一些器件拆下来重新焊接过，用万用表再检测一下元件，而且可以避免出现虚焊等情况，重新焊接后用二极管档检测了所有元件的每个脚与电路板都是道通，依然无法检测出波形。信心再次大受打击。
这时我们又接上电路重新再一次全面检查，这一次我们发现稳压管两端的电压竟然接近零，估计是被击穿了，我们马上找了老师再次换上新的稳压管并检查了一遍，这次稳压管的电压3.5V ，是正确的数字，于是我们再次接上示波器，检测了TP3的波形。终于皇天不负苦心人，这次示波器现实出了正确的波形并且很完美。接下去的TP4-TP7都能显示出正确的结果。
6实训的收获体会
我们电力一班在过去的一周里在工学二号馆512进行了电力电子技能实训，通过了这个实训，我进一步熟悉了电力电子的类型和特性，掌握了合理选用的原则，也学会了电力电子电路的安装与调试技能。我也从中锻炼了动手能力，培养工程实践观念的目的。更加加深了电力电子技术的理论知识理解，为以后的专业学习打下了基础。更为重要的是，从这次实训中懂得了团队精神，个人的力量有限，团队的力量是巨大的。
通过电力电子技能实训课程设计，首先，对于protel 这个并不是很熟悉的软件，对于原理图，确实没什么障碍，但是对于布线图的生成倒了不少困难，但是我们利用前期比较空闲的时间，自学protel 的使用，收获确实不少。其次，对于焊接，对我们来说已经不是什么新鲜事，我觉得焊接过程中，应该特别注意的就是三极管的管脚排放位置。但是焊接不好却直接关系到我们的测试结果，所以我觉得焊接是本次实训的关键。还有，实训的目的不是简单地把元件按电路图焊接上去，我们必须先搞懂电路的原理，进而我们才能够自我分析波形的对错，并找出产生错误的原由。
在调试的过程中，更是考验我们的细心，耐性。虽然遇到了一些问题，而部分问题解决过程也并不是十分的顺利。尤其是某些点焊接时不小心虚焊了，于是我们利用万用表的二极管档检测了所有元件的每个脚与电路板是否道通。
调试过程的不顺利虽然在一定程度上打击了我们的信心和耐性，但是，相比一切都顺利地完成，这样的调试过程使我们掌握了更多安装与调试的技巧，并锻炼了我们独立分析问题的能力。
在制作的过程中, 我们以三人一组为单位, 遇到不明白的时候我们就互相讨论直到得出正确结果为止。比如就是三极管的极性判断或是三端稳压管的检验等等，虽然这样做比直接问老师花费的时间多, 但是它培养了我们独立思考问题的能力。
最后，我个人认为这次实训不足之处在于，我们使用的元件大部分是回收后再利用的，虽然这可以节省器件，但是他也给我们电路故障增加了更多的可能性，所以我们在焊接之前必须对元件进行检测，否则焊接上去之后发觉有问题再检测会更麻烦。
我通过积极参加本课程设计，认识了电力电子电路设计的一般规律，积累了宝贵的设计经验，明确了自己的学习方向，激发了自己的学习热情，我会不断地调整和完善自己的知识结构，战胜前进道路上的各种挫折，锻炼自己的意志和毅力，为适应今后的工作做好准备。一些原理从原本的只知其云，不知其所以云；到现在应用到自己动手，是一个再认识的过程。深刻感受到制作电路所需要的细心和耐心，容不下一丁点的差错，令我受益匪浅。最后要感谢我们的指导老师，感谢他们的严格要求和耐心指导，有很多我们无法自己解决的问题他都给我们指导了方向。
参考文献
[1] 蔡型、杨钧. 电力电子技术实训指导书 [M] .广东工业大学：2006(7)
[2] 程汉湘. 电力电子技术 [M] .科学出版社：2007（8）
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