實驗十一單相斬控式交流調壓電路實驗

2022-08-23 20:06:02 字數 1655 閱讀 7996

一、實驗目的

(1)熟悉斬控式交流調壓電路的工作原理。

(2)了解斬控式交流調壓控制整合晶元的使用方法與輸出波形。

二、實驗所需掛件及附件

三、實驗線路及原理

斬控式交流調壓主電路原理如圖3-17所示。

圖3-17 斬控式交流調壓主電路原理圖

一般採用全控型器件作為開關器件,其基本原理和直流斬波電路類似,只是直流斬波電路的輸入是直流電壓,而斬控式交流調壓電路輸入的是正弦交流電壓。在交流電源ui的正半周,用v1進行斬波控制,用v3給負載電流提供續流通道;在ui的負半周,用v2進行斬波控制,用v4給負載電流提供續流通道。設斬波器件v1、v2的導通時間為ton,開關週期為t,則導通比為α=ton/t,和直流斬波電路一樣,通過對α的調節可以調節輸出電壓u0。

圖3-18給出了電阻負載時負載電壓u0和電源電流i1(也就是負載電源)的波形。可以看出電源電流的基波分量是與電源電壓同相位的。即位移因數為1。

電源電流不含低次諧波,只含和開關週期t有關的高次諧波,這些高次諧波用很小的濾波器即可濾除,這時電路的功率因數接近於1。

圖3-18 電阻負載斬控式交流調壓電路波形

斬控式交流調壓控制電路方框圖如圖3-19所示,pwm占空比產生電路使用美國silicon general公司生產的專門pwm整合晶元sg3525,其內部電路結構及各引腳功能可參見有關資料。在交流電源ui的正半周,v1進行斬波控制,用v3給負載電流提供續流通道,v4關斷;在ui的負半周,v2進行斬波控制,v3關斷,用v4給負載電流提供續流通道。控制訊號與主電路的電源必須保持同步。

圖3-19 斬控式交流調壓控制電路方框圖

四、實驗內容

(1)控制電路波形觀察。

(2)交流調壓效能測試。

五、思考題

(1)比較斬控式交流調壓電路與相控交流調壓電路的調壓原理、特徵及其功率因數?

(2)採用何種方式可提高斬控式交流調壓電路輸出電壓的穩定度?

(3)對斬控式交流調壓電路的輸出電壓波形作諧波分析?

六、實驗方法

由於主電路的電源必須與控制訊號保持同步,因此主電路的電源不需要外部接入。但是為了能同時觀察兩路控制訊號之間的相位關係,主電路的開關k是串接在電源開關之後的。在觀察控制訊號時將開關打在斷狀態。

(1)控制電路波形觀察

①斷開開關k,使主電路不得電,接通電源開關,用雙蹤示波器觀察控制電路的波形,並記錄引數。

②測量控制訊號v1與v4、v2與v3之間的死區時間。

(2)交流調壓效能測試

①接入電阻負載(220v/25w的白熾燈),接通開關k,調節pwm占空比調節電位器,改變導通比α,(即改變ur值)使負載電壓由小增大,記錄輸出電壓的波形,並測量輸出電壓。

②接入電阻、電感性負載,(即與白熾燈串接乙個電感作為負載)重複上述實驗步驟。

七、實驗報告

在方格紙上畫出控制訊號與不同負載下的輸出電壓波形並分析。

八、注意事項

雙蹤示波器有兩個探頭,可同時測量兩路訊號,但這兩探頭的地線都與示波器的外殼相連,所以兩個探頭的地線不能同時接在同一電路的不同電位的兩個點上,否則這兩點會通過示波器外殼發生電氣短路。為此,為了保證測量的順利進行,可將其中一根探頭的地線取下或外包絕緣,只使用其中一路的地線,這樣從根本上解決了這個問題。當需要同時觀察兩個訊號時,必須在被測電路上找到這兩個訊號的公共點,將探頭的地線接於此處,探頭各接至被測訊號,只有這樣才能在示波器上同時觀察到兩個訊號,而不發生意外。

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