搜索
-1-桂林电子科技大学职业技术学院实训报告（论文）电力电子技术系别电子信息工程系专业名称学号学生姓名指导老师-2-目录摘要...........................................................................................................................................................11绪论.......................................................................................................................................................22电路设计与制作.......................................................................................................................................22.1电路模型................................................................................................................................................22.2电路原理图............................................................................................................................................32.3使用PROTELDXP制作PCB..............................................................................................................42.4制作PCB.................................................................................................................................................73电路调试及数据.......................................................................................................................................74总结.......................................................................................................................................................9参考文献.....................................................................................................................................................10致谢.........................................................................................................................................................10-3-摘要调光电路在日常生活中应用非常广泛，其种类也非常多，常见的调光电路是通过调节调光旋钮来实现改变灯泡的亮度。本文本文主要研究了利用晶闸管改变电压导通角来实现调光效果，以及运用EWB软件进行仿真，运用ProtelDXP2004软件设计并导出电路图然后制作PCB及上电调试的整个过程。本文的特色在于图文结合，易于阅读。关键词：调光电路；晶闸管；EWB；ProtelDXP2004-4-1绪论电力电子技术是一门新兴的应用于电力领域的电子技术，就是使用电力电子器件（如晶闸管，GTO，IGBT等）对电能进行变换和控制的技术。电力电子技术所变换的“电力”功率可大到数百MW甚至GW，也可以小到数W甚至1W以下，和以信息处理为主的信息电子技术不同电力电子技术主要用于电力变换。晶闸管（Thyristor）是晶体闸流管的简称，又可称做可控硅整流器，以前被简称为可控硅；1957年美国通用电器公司开发出世界上第一款晶闸管产品，并于1958年将其商业化；晶闸管是PNPN四层半导体结构，它有三个极：阳极，阴极和门极；晶闸管具有硅整流器件的特性，能在高电压、大电流条件下工作，且其工作过程可以控制、被广泛应用于可控整流、交流调压、无触点电子开关、逆变及变频等电子电路中。晶闸管按其关断、导通及控制方式可分为普通晶闸管（SCR）、双向晶闸管（TRIAC）、逆导晶闸管（RCT）、门极关断晶闸管（GTO）、BTG晶闸管、温控晶闸管（TT国外，TTS国内）和光控晶闸管（LTT）等多种。工作原理：晶闸管T在工作过程中，它的阳极（A）和阴极（K）与电源和负载连接，组成晶闸管的主电路，晶闸管的门极G和阴极K与控制晶闸管的装置连接，组成晶闸管的控制电路。晶闸管的工作条件：⒈晶闸管承受反向阳极电压时，不管门极承受何种电压，晶闸管都处于反向阻断状态⒉晶闸管承受正向阳极电压时，仅在门极承受正向电压的情况下晶闸管才导通。这时晶闸管处于正向导通状态，这就是晶闸管的闸流特性，即可控特性.⒊晶闸管在导通情况下，只要有一定的正向阳极电压，不论门极电压如何，晶闸管保持导通，即晶闸管导通后，门极失去作用。门极只起触发作用⒋晶闸管在导通情况下，当主回路电压（或电流）减小到接近于零时，晶闸管关断。2电路设计与制作2.1电路模型图1-5-2.2电路原理图图2调光台灯的电路如图2所示。主电路由保险丝Fuse、灯泡Lamp、晶闸管MCR、电感InductorIron等构成；电位器RPot、电阻1K、2K、电容10uF和4个1N4007二极管组成MCR触发电路。电容充电电压达到晶闸管导通电压阈值时，触发晶闸管MCR正向导通；当输入电源电压过零时，MCR自动关断。调整电位器阻值可调整充电速率，即可调整晶闸管MCR的导通角，从而调节灯光的强弱。另外，电感InductorIron使高频触发信号不致污染电网。它的工频阻抗很小，不会影响灯光的亮度。元件名称元件参数元件个数灯泡220V40W1电感100uH1电位器470K1二极管1N40074电阻10K1电阻1K1晶闸管MCR100-81电容50V10uF1-6-2.3使用PROTELDXP制作PCB制作流程：一、新建一个PROJECT：这个就不多说了，是最基本的，很多软件都大同小异。PROTELDXP一个工程下一般有四种格式文件：.SCHDOC（原理图），.PCBDOC（PCB图文件），SCHLIB（原理图元件库），PCBLIB（PCB封装库）。后两个大多是因为标准库里没有你所要的元件或封装，用户根据需要制作的。二、绘制原理图：a)图纸设置：执行Design----DocumentOptions，对图纸的大小、方向、标题栏以及颜色等进行设置。执行Tools----SchematicPreferences，对原理图网格（Grids）的设置。b)放置元件：从Libraries里寻找需要的元件，拖动到原理图上，使用Libraries的Search功能时，记得点上Librariesonpath。一般要养成良好的习惯，就是每放置一个新元件，查看其封装是否与用户所使用的器件吻合，不是就要做相应修改，或者自己制作封装。元件管脚标号也必须与封装的管脚对应。c)制作元件：有些元件，DXP自带的Libraries里不一定有，这就需要自己绘制元件。元件只是识一个标识，形状与实物不要求百分百吻合。只要相应的管脚正确就可以。绘制元件，放置好管脚，需要对管脚属性进行设置，管脚标注需要在名称上加杠的，例如“CE”上要加杠，就写成“C\E\”，则图上就加上杠了。在SCHLibraries里，Components的Edit编辑元件的属性，点Place则将切换到原理图上-7-放置该元件。d)制作封装：也是一个绘图的过程，尤其要注意的是绘制完毕，需要点击Edit----SetReference-----后面的三个选项任选其一，这个设置是相应封装的参考坐标，不做设置在生成PCB后将找不到该封装，而且无法定位，所以这点很重要。e)布线：对应的管脚都连接上，如果使用PlaceNetLabel，在需要连接的对应两个短线的上方放置标注相同的NetLabel，则生成PCB时，这两条对应短线是相连的。需要注意的是NetLabel必须放置在短线上方，最好是将需要连接的元件管脚引出一段导线，然后放上NetLabel，检查NetLabel与管脚是否相关联上：鼠标放置在导线上，如果出现与NetLabel一样的标注则两者相关联。（关于总线bus：一般用NetLabel就可以表示电气关联关系，bus本身没有任何电气特性，安放bus完全是为了让人容易看懂，不放也罢）f)生成（或者更新）元器件流水号：执行Tools----Annotate，点击ResetDesignators和UpdateChangesList，则给原理图里各个元件自动编号。新弹出的窗口中依次点击ValidateChanges和ExecuteChanges，确认无误，关闭该对话框。g)生成ERC报告：执行Project----ProjectOptions----ErrorReporting里可以看到ERC报告将根据这个规则进行检查报错。执行Project下的CompileDocument则生成ERC结果报告，在System----Message里可以查看错误或警告信息。根据报告进行修改重新编译直至没有错误。h)生成元器件列表：执行Report----Billofmaterials将生成元器件的详细列表。i)生成网络表：执行Dsign---Netlist----Protel将在工程文件目录下生成网络表，可以通过查看网络表中各个元件封装和连接是否正确。对于网络报表的检查至关重要，如果没有出现错误才可以继续。三、PCB图的生成和加工：在原理图制作的各个步骤都真确无误的执行完后，开始生成PCB。a)规划电路板:单击”Keep-OutLayer”层，该层为禁止布线层，一般用于设置电路板的电气边界。执行Place----Keepout----Track，画出PCB图的大体边界（摆放好元件封装后需要进一步的调整边界）。b)加载原理图元件封装：执行Design----ImportChangesFrom命令，在弹出的对话框顺次点击即可。c)自动布局元器件：执行Tools---AutoPlacement----命令，即可进行元器件的自动布局，一般不用此功能，大-8-都是自己挨个摆放元器件。d)自动布线：执行AutoRoute后，在弹出对话框可以点ADD添加布线规则。若要改变布线规则可以点击进入RoutingRules。一般在Width里添加VCC和GND规则，线宽比一般导线宽一些。其他的选项根据需要类似的进行设置。点RoutAll就开始自动布线。e)手工调整布线：对于自动布线有些地方不满意的，可以将相应的布线删除，然后手动布线。布线完毕要执行Tools----DesignRuleCheck，对布通与否进行检查