一、 实训目的
1. 进一步熟悉电力电子器件的类型和特性，兵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工程实际问题的能力，并锻炼动手能力。 二、 实训内容和要求
1．按电器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。 三、 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
3．覆铜板一块，电子元器件若干 四、 实训方法、步骤及结果测试
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。分析电路中个点的电压波形。 2．设计、安装电路板
1）用PROTEL软件根据图的同步信号为锯齿波触发电路设计印刷电路板图。要求印刷电路板按照规定尺寸设计，不留空余面积。
一般控制信号从左到右，强电信号从上流到下。~220V不能与印刷电路板连接，~220的阴险要用绝缘胶布牢固扎住。
2）绘制印刷电路板布线线宽要在1mm以上。为了避免干扰，布置地线时候应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）绘制的印刷电路板图，经审定后，制作印刷电路板。要求印刷电路板钱冲洗干净电路板，不含腐蚀物。钻孔准确，两面无损。
5）对焊接的要求是：净化元件引线和焊点表面，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、大小适中且一致。 3．调试、检测电路
（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的脉冲前沿落在测检点TP3的锯齿波型中央。以后偏移电位器RP2，斜率电位器RP3不用再调整。
（2）改变移相控制电压Uco=0~+8V，脉冲的一项范围D=0°~90°。
（3）用双线示波器观察测检点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（μs、ms），对齐相位，全部记录在下图中。
TP1：滞后市电电压180度；
TP2：波形的最低处为C1充电完毕，最高处是C1放电完毕；
TP3：C1开始充电就开始形成锯齿波，锯齿波的最高点就是C1放完电的时刻； TP4：最低处为C1开始充电时刻，最高处为C1充电完毕的时刻； TP5：最高一段是V4截止的时间，最低段为V4导通时间；
TP6：脉冲出现的时刻是V4导通的时刻；
TP7：最低点是脉冲出现的时刻，即是V4导通的时刻。
（4）测绘移相控制特性：用万用表直流电压档测量移相控制电压Uco。用示波器观察测检点TP7的脉冲，记录在下表。作出α=f(Uco) 的移相控制特性的函数曲线。绘制在下图中。
测绘移相控制特性α=f(Uco) α 0° 60° 90° 120° 150° 180° Uco
（5）两板连接测量补脉冲：A、B两块板地线相连，A板补脉冲输出点接B板补脉冲输入点，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。
五、 电路工作原理以及印刷电路板布线图
常用的触发电路有正弦波同步触发电路和锯齿波同步触发电路，由于锯齿波同步触发电路具有较好的抗电路干扰、抗电网波动的性能及有较宽的调节范围，因此得到了广泛的应用。该电路由同步检测环节、锯齿波形成环节、同步移相控制环节及脉冲形成与放大环节等组成。
1.同步环节:
同步环节由同步变压器TB、晶体管V2、二极管VD1、VD2、R1、C1等元件组成，在锯齿波触发电路中，同步就是要求锯齿波的频率与主回路电源的频率相同。锯齿波是由起开关作用的V2控制的，V2截止期间产生锯齿波，V2截止持续时间就是锯齿波的宽度，V2开关作用的晶闸管的频率就是锯齿波的频率。要使触发脉冲与主回路电源同步，必须使V2开关的频率与主回路电源频率达到同步。同步变压器和整流变压器接在同一电源上，用同步变压器二次侧电压来控制V2的通断，这就保证了触发脉冲与主回路电源的同步。 2.锯齿波形成环节:
锯齿波形成环节由VS、斜率电位器、R3、V1组成的恒流源电路及V2、V3等元件组成，其中V2是交流电源的同步开关，起到同步检测作用。
电路中由晶体管V1组成恒流源向电容C2充电，晶体管V2作为同步开关控制恒流源对C2的充放电过程。晶体管V3为射极跟随器，起阻抗变换和前后级隔离作用，以减小后级对锯齿波线性的影响。 3.移相控制环节
移相控制电压uCO、初相位调整电压uP(uP为负值)和锯齿波ut形成环节产生的锯齿波分别通过R6、R7、R8共同接到V4管的基极上，由三个电压综合后来控制V4的截止与导通。
根据叠加原理，在分析V4基极电位时，可看成uCO、uP、锯齿波电压三者单独作用的叠加。只考虑锯齿波电压ut时ut’仍为锯齿波，只是斜率比ut低。同样，只考虑uCO和uP时，uCO’和uP’分别为与uCO和uP平行的一直线，只是数值较uCO和uP为小。
当uCO＝0时，改变uP数值的大小，则V4开始导通的时刻就会根据uP的增大或减小而前、后移动，也就是移动了输出脉冲的相位。因此适当调整uP数值的大小，可使uCO＝0时的脉冲初相位满足各主电路的需要。如对于三相可控桥式整流电路，电阻性负载时，脉冲初始相位为120°，而大电感负载时，初始相位为90°。uP电压确定后固定不变。改变uCO的大小同样可以移动输出脉冲的相位。当uCO＝0时，输出脉冲相位为α0，uCO增大时，输出脉冲相位逐渐前移，即α逐渐减小，从而达到了移相控制的目的。
关于锯齿波的形成和脉冲移相环节的具体分析：
锯齿波电压形成的方案较多，如采用自举式电路、恒流源电路方案，由V1、V2、V3、和C2等元件组成，其中V1、VS、RP2和R3为一恒流源电路。
当V2截止时，恒流源电流I1c对电容C2充电，所以C2两端电压Uc按线性增长，即V3的基极电位Ub3按线性增长。调节电位器RP2，即改变C2的恒定充电电流I1c，可见RP2是用来调节锯齿波斜率的。
当V2导通时，由于R4阻值很小，所以C2迅速放电，使Ub3电位迅速降到零伏附近。当V2周期性地导通和关断时，Ub3便形成一锯齿波，同样Ue3也是一个锯齿波电压，射极跟随器V3的作用是减少控制回路的电流对锯齿波电压Ub3的影响。
V4管的基极电位由锯齿波电压、直流控制电压Uc0、直流偏移电压Up三个电压作用的叠加值所确定，他们分别通过电阻R6、R7、R8与基极相接 其余部分，就是脉冲形成和放大环节以及强触发环节。
V4导通瞬间是脉冲发出的时刻，而V5持续截止时间即为脉冲的宽度，此宽宽与C3的反向充电时间常数R11C3有关。 锯齿波触发电路的特点:
优点：锯齿波同步触发电路不受电网电压波动与波形畸变的直接影响、抗干扰能力强，且移相范围宽。
缺点：该电路相对比较复杂，且整流装置的输出电和控制电压间不满足线性关系。
印刷电路板如下图：
与PCB文件对应，在PROTEL99SE中具体的元件封装情况如下： 三极管9012,9013采用了TO39封装； 整流桥采用了BRIDGE封装； 可变电阻采用了VR封装； 电阻采用了AXIAL0.4封装；
整流二极管采用了DIODE0.4封装； 同步变压器采用了自制的封装TRAN1； 脉冲变压器采用了自制的封装TRAN2； 发光二极管采用了RAA封装；
稳压二极管采用了AXIAL0.4封装；
电容采用了RAD0.2和RB.2/.4两种封装； 7815采用了自制的封装7815； 7915采用了自制的封装7915；
封装完后按Desgin选择Creat Netlist得到Sheet1.NET 在新建的PCB 文件里面，添加自己画的封装库，按Desgin，然后按Load Nets检查错误之后，生成PCB印制板，经过手工布局，设置好线的粗细和焊盘的大小，开始布线，布线后再仔细检查确定没有错误，这样就得到了下面的PCB图
六、 调试中出现的问题以及解决措施
制作PCB的时候，在Load Nets时出现错误：
是没封装的错误，检查封装库，发现是没有加入我自己的封装库，所以才会错误，然后在PCB那里加上我自己的封装库再Load Nets，结果错误少了，但是还是有以下几个错误：
导致原理图导不进PCB，再次详细检查了封装和原理图，都没有问题，挣扎了一番后发现时原理图的名字问题导致错误了，我把原理图上面C01、C02、C02改成了CE01、CE02、CE03就可以成功生成PCB印制板了。
在测试过程中，我们遇到了一个问题，就是接通电源后，测量TP7时，没有波形，且7915发热很厉害，检查发现偏移电压UP数值非常小甚至接近于0。我们猜测是整流之后的电压输出有问题。因为7915发热非常严重。仔细观察7915引脚，我们发现我们的引脚连接错误，导致7915无法正常工作而在异常发热，所以没有电压输出，UP也就数值非常小以至于接近0。确认故障原因后，我们更换了一个7915，以正确的连接方式接到电路上，就得到了正常的UP输出电压了。
七、 思考题
改变触发电路原理图中R1的参数，有什么影响？
答：改变R1时， R1C1就会改变，从而影响了充放电时间，然后改变了V2导通时间，最后导致TP3锯齿波宽度改变，控制角α又受锯齿波宽度影响，从而改变了脉冲出现的位置。
八、 老师提出的问题
1．什么是控制角？
与交流输入同步的锯齿波信号首先与控制信号进行比较，并根据控制信号的幅值和锯齿波波峰值的不同，在交流电压正向过零后的某一α角处发出触发脉冲，此处的α角就称为控制角。
2．为什么本实验中TP7波形中的触发脉冲是处于对应着TP1波形中正弦波的负半周的位置？ 因为TP1的波形并不是交流市电的波形，而是同步变压器副边线圈上的信号波形，比市电波形滞后180°。这通过设定同步变压器的同名端的连接所实现。
因为TP1的同步信号频率决定了TP3的锯齿波频率，而TP3的锯齿波经过脉冲形成环节得到的脉冲信号TP7，跟锯齿波频率是一致的，这就是同频的原理。
实际上，TP7中的触发脉冲，对应着市电正弦波形的正半周，这样晶闸管就可以对正弦交流电起控制的作用。
九、 实训心得体会
通过这次的实训，使我对同步信号为锯齿波触发电路得到了进一步的理解。经过一个星期的画图、制版、测试，锻炼了自己实际操作和动手的能力，同时，在画图制板的时候，重新复习了protel99软件的适用，锻炼了我制板布线能力，在测试的时候，出现了错误并且和同伴的一起解决错误，增强了我的错误分析能力。由于这次的同步信号为锯齿波触发电路在上电力电子课的时候有所了解和学习，同过实训，用理论验证了实际，体会到了学以致用、突出自己劳动成果的喜悦心情，从中发现自己平时学习的不足和薄弱环节，从而加以弥补。
在这次的课程设计中不仅检验了我所学习的知识，也培养了我如何去握一件事情，如何去做一件事情，又如何完成一件事情。在实训过程中，和同伴相互探讨，相互学习，让我感觉到思维的碰撞是非常有趣的，同伴提出的问题对我也很有启发性，能让我的思维更加发散，由于是两个人做一个题目，在实训过程中要一起相互学习，相互合作，感受到了合作、团结的精神，提高了我自己的交流能力，这样才解决了很多困扰我们的问题，在老师提出的问题中，我们也一起思考、一起讨论，两个人合作，才终于把老师的提出的问题回答了，能够顺利完成实训室一件非常开心的事，因为这里面有一个人的努力，也有两个人的努力。这次实训让我收获到很多，学习到了很多书本以外的知识。
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