電力電子技術(shù)-第3章觸發(fā)電路

1、2021-12-291電力電子技術(shù)電力電子技術(shù)POWER ELECTRONICS揚(yáng)州職業(yè)大學(xué)汽車(chē)與電氣工程系揚(yáng)州職業(yè)大學(xué)汽車(chē)與電氣工程系 * * * *TelTel：* * * *Email:Email:* * * *22021-12-29 緒論緒論第第1 1章電力電子器件章電力電子器件第第2章晶閘管可控整流電路章晶閘管可控整流電路第第3章相控電路驅(qū)動(dòng)控制及保護(hù)電路章相控電路驅(qū)動(dòng)控制及保護(hù)電路第第4章有源逆變電路章有源逆變電路第第5章無(wú)源逆變電路章無(wú)源逆變電路第第6章交流調(diào)壓電路章交流調(diào)壓電路 第第7章直流變換電路章直流變換電路第第8章電力電子技術(shù)的應(yīng)用章電力電子技術(shù)的應(yīng)用 第第9章電力電子裝

2、置的計(jì)算章電力電子裝置的計(jì)算 2021-12-293電力電子技術(shù)揚(yáng)州職業(yè)大學(xué) * *第三章第三章 相控電路驅(qū)動(dòng)控制及保護(hù)電路相控電路驅(qū)動(dòng)控制及保護(hù)電路32021-12-29123對(duì)觸發(fā)電路的要求對(duì)觸發(fā)電路的要求單結(jié)晶管觸發(fā)電路單結(jié)晶管觸發(fā)電路同步鋸齒波觸發(fā)電路同步鋸齒波觸發(fā)電路45集成觸發(fā)電路集成觸發(fā)電路觸發(fā)脈沖的同步及誤觸發(fā)觸發(fā)脈沖的同步及誤觸發(fā)67晶閘管的過(guò)電壓保護(hù)晶閘管的過(guò)電壓保護(hù)晶閘管的過(guò)電流保護(hù)晶閘管的過(guò)電流保護(hù)42021-12-29 要保證用于電力系統(tǒng)或電力設(shè)備主電路中的各要保證用于電力系統(tǒng)或電力設(shè)備主電路中的各種開(kāi)關(guān)器件在工作過(guò)程中的安全和可靠，必須針對(duì)種開(kāi)關(guān)器件在工作過(guò)程中的安

3、全和可靠，必須針對(duì)器件的不同性能和容量設(shè)計(jì)相應(yīng)的輔助電路。包括：器件的不同性能和容量設(shè)計(jì)相應(yīng)的輔助電路。包括：驅(qū)動(dòng)電路、緩沖電路和保護(hù)電路。性能優(yōu)良設(shè)計(jì)合驅(qū)動(dòng)電路、緩沖電路和保護(hù)電路。性能優(yōu)良設(shè)計(jì)合理的輔助電路能使開(kāi)關(guān)器件工作在較理想的開(kāi)關(guān)狀理的輔助電路能使開(kāi)關(guān)器件工作在較理想的開(kāi)關(guān)狀態(tài)，減少開(kāi)關(guān)損耗，提高器件工作可靠性。態(tài)，減少開(kāi)關(guān)損耗，提高器件工作可靠性。52021-12-29 SCR導(dǎo)通必須的外界條件導(dǎo)通必須的外界條件： 陽(yáng)極加正向電壓，門(mén)極加正觸發(fā)信號(hào)。陽(yáng)極加正向電壓，門(mén)極加正觸發(fā)信號(hào)。 當(dāng)當(dāng)SCR導(dǎo)通后，門(mén)極控制信號(hào)不再起作用，直到陽(yáng)導(dǎo)通后，門(mén)極控制信號(hào)不再起作用，直到陽(yáng)極電壓減小或

4、反向后，陽(yáng)極電流小于維持電流，晶閘管極電壓減小或反向后，陽(yáng)極電流小于維持電流，晶閘管才自行關(guān)斷。才自行關(guān)斷。 因此，晶閘管的門(mén)極驅(qū)動(dòng)電路又稱為因此，晶閘管的門(mén)極驅(qū)動(dòng)電路又稱為觸發(fā)電路觸發(fā)電路。觸發(fā)電路的作用：為晶閘管提供適當(dāng)?shù)拈T(mén)極觸發(fā)電壓 與觸發(fā)電流。62021-12-29晶閘管通常采用相位控制方式。一般晶閘管變流電路的控制框圖72021-12-29 晶閘管的型號(hào)很多，其應(yīng)用電路種類(lèi)也很多，不同的晶閘管型號(hào)、不同的晶閘管應(yīng)用電路對(duì)觸發(fā)信號(hào)都會(huì)有不同的具體要求。 歸納起來(lái)， 晶閘管觸發(fā)主要有移相觸發(fā)、過(guò)零觸發(fā)和脈沖列調(diào)制觸發(fā)等。不管是哪種觸發(fā)電路， 對(duì)它產(chǎn)生的觸發(fā)脈沖都有如下要求： 1. 觸發(fā)信

5、號(hào)可為直流、交流或脈沖電壓。由于晶閘管觸發(fā)導(dǎo)通后，門(mén)極觸發(fā)信號(hào)即失去控制作用，為了減小門(mén)極的損耗，一般不采用直流或交流信號(hào)觸發(fā)晶閘管，而廣泛采用脈沖觸發(fā)脈沖觸發(fā)信號(hào)信號(hào)。 82021-12-29 2. 觸發(fā)脈沖應(yīng)有足夠的功率。 觸發(fā)脈沖的電壓和電流應(yīng)大于晶閘管要求的數(shù)值，并留有一定的裕量。 觸發(fā)功率的大小是決定晶閘管元件能否可靠觸發(fā)的一個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)。 由于晶閘管元件門(mén)極參數(shù)的分散性很大，隨溫度的變化也大，為使所有合格的元件均能可靠觸發(fā)，可參考元件出廠的試驗(yàn)數(shù)據(jù)或產(chǎn)品目錄來(lái)設(shè)計(jì)觸發(fā)電路的輸出電壓和電流值。 92021-12-29ADEFGCBA區(qū)域?yàn)榭煽坑|發(fā)區(qū)： 當(dāng)晶閘管門(mén)極施加的觸發(fā)電壓，電流在

6、該范圍時(shí)，所有合格元件均能可靠觸發(fā)開(kāi)通，則可以保證合格元件的通用性。D EKBC12GLFA032468GFMIAIGGFMUWPGM15GTIGTUVUG0GTIGTUABCGDIHIJ(a)(b)GDU晶閘管門(mén)極伏安特性圖(a)為門(mén)極伏安特性區(qū)域，0D為低阻特性，0G為高阻特性。圖(b)為圖(a)中0ABC0的放大圖形。102021-12-29D EKBC12GLFA032468GFMIAIGGFMUWPGM15GTIGTUVUG0GTIGTUABCGDIHIJ(a)(b)GDU0HIJ0區(qū)域?yàn)椴挥|發(fā)區(qū)： 當(dāng)晶閘管門(mén)極施加的觸發(fā)電壓，電流在該范圍內(nèi)時(shí)，任何合格的晶閘管元件都不會(huì)被觸發(fā)，從而

7、確定了晶閘管的抗干擾性能。ABCJIHA區(qū)域?yàn)椴豢煽坑|發(fā)區(qū)： 當(dāng)晶閘管門(mén)極施加的觸發(fā)電壓，電流在該區(qū)域時(shí)，有的晶閘管可以觸發(fā)開(kāi)通，有的則不能觸發(fā)開(kāi)通。因此，觸發(fā)電路產(chǎn)生的觸發(fā)信號(hào)也不應(yīng)該落在該區(qū)域中。晶閘管門(mén)極伏安特性112021-12-29 觸發(fā)電路的觸發(fā)信號(hào)必須在晶閘管門(mén)極伏安特性的 可靠觸發(fā)區(qū)。 同時(shí)要求脈沖功率不超過(guò)允許瞬時(shí)最大功率限制線和 平均功率限制線。(2) 觸發(fā)脈沖應(yīng)具有一定的寬度，觸發(fā)脈沖消失前，陽(yáng)極 電流應(yīng)能上升至擎住電流，保證晶閘管可靠開(kāi)通。122021-12-29 3. 觸發(fā)脈沖應(yīng)有一定的寬度，脈沖的前沿盡可能陡， 以使元件在觸發(fā)導(dǎo)通后，陽(yáng)極電流能迅速上升超過(guò)掣住電流而

8、維持導(dǎo)通。 普通晶閘管的導(dǎo)通時(shí)間約為6 s， 故觸發(fā)脈沖的寬度至少應(yīng)有6s以上。對(duì)于電感性負(fù)載，由于電感會(huì)抵制電流上升，因而觸發(fā)脈沖的寬度應(yīng)更大一些， 通常為0.51 ms。 此外，某些具體的電路對(duì)觸發(fā)脈沖的寬度會(huì)有一定的要求，如三相全控橋等電路的觸發(fā)脈沖寬度要求大于60或采用雙窄脈沖。 132021-12-29 4. 觸發(fā)脈沖必須與晶閘管的陽(yáng)極電壓同步，脈沖移相范圍必須滿足電路要求。 為保證控制的規(guī)律性，要求晶閘管在每個(gè)陽(yáng)極電壓周期都必須在相同的控制角觸發(fā)導(dǎo)通，這就要求觸發(fā)脈沖的頻率與陽(yáng)極電壓的頻率一致，且觸發(fā)脈沖的前沿與陽(yáng)極電壓應(yīng)保持固定的相位關(guān)系，這叫做觸發(fā)脈沖與陽(yáng)極電壓同步觸發(fā)脈沖與陽(yáng)

9、極電壓同步。 不同的電路或者相同的電路在不同負(fù)載、不同用途時(shí)，要求的變化范圍（移相范圍）亦即觸發(fā)脈沖前沿與陽(yáng)極電壓的相位變化范圍不同， 所用觸發(fā)電路的脈沖移相范圍必須能滿足實(shí)際的需要。142021-12-29觸發(fā)信號(hào)要有足夠大的觸發(fā)功率。觸發(fā)脈沖的前沿要陡，寬度要足夠。一般要求：脈沖前沿 t110s， 寬度 電阻性負(fù)載 tW=30s左右 大電感負(fù)載 tW=0.51ms觸發(fā)脈沖應(yīng)與主電路電壓同步。 即觸發(fā)脈沖與主電壓保持某種固定的相位關(guān)系，保證晶閘管在每周期都以相同的控制角觸發(fā)導(dǎo)通。觸發(fā)脈沖應(yīng)有足夠的移相范圍。152021-12-29脈沖的寬度應(yīng)保證晶閘管可靠導(dǎo)通。觸發(fā)脈沖應(yīng)有足夠的幅度。不超過(guò)

10、門(mén)極電壓、電流和功率定額，且在可靠觸發(fā)區(qū)域之內(nèi)。有良好的抗干擾性能、溫度穩(wěn)定性及與主電路的電氣隔離。IIMt1t2t3t4圖3-1理想觸發(fā)脈沖波形t1t2脈沖前沿上升時(shí)間（1s）t1t3強(qiáng)脈寬度IM強(qiáng)脈沖幅值（3IGT5IGT）t1t4脈沖寬度I脈沖平頂幅值（1.5IGT2IGT）162021-12-29圖圖3-2 3-2 常見(jiàn)的晶閘管觸發(fā)電壓波形常見(jiàn)的晶閘管觸發(fā)電壓波形 （a a）為為正弦波觸發(fā)正弦波觸發(fā)脈沖信號(hào)。脈沖信號(hào)。 前沿不陡，觸發(fā)準(zhǔn)確性差，僅用在觸發(fā)要求不高的前沿不陡，觸發(fā)準(zhǔn)確性差，僅用在觸發(fā)要求不高的 場(chǎng)合；場(chǎng)合；（b b）尖脈沖尖脈沖。 生成較容易，電路簡(jiǎn)單，用于觸發(fā)要求不高的

11、場(chǎng)合；生成較容易，電路簡(jiǎn)單，用于觸發(fā)要求不高的場(chǎng)合；172021-12-29（c c）矩形脈沖矩形脈沖；（d d）強(qiáng)觸發(fā)脈沖強(qiáng)觸發(fā)脈沖。 前沿陡，寬度可變，有強(qiáng)觸發(fā)功能，適用于大功率前沿陡，寬度可變，有強(qiáng)觸發(fā)功能，適用于大功率 場(chǎng)合；場(chǎng)合；（e e）雙窄脈沖雙窄脈沖。 有強(qiáng)觸發(fā)功能，變壓器耦合效率高，用于控制精度有強(qiáng)觸發(fā)功能，變壓器耦合效率高，用于控制精度 較高，感性負(fù)載的裝置；較高，感性負(fù)載的裝置；（f f）脈沖列脈沖列。 具有雙窄脈沖的優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用廣泛。具有雙窄脈沖的優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用廣泛。182021-12-29觸發(fā)電路的種類(lèi)觸發(fā)電路的種類(lèi)分立元件觸發(fā)電路：簡(jiǎn)單觸發(fā)電路 單結(jié)管觸發(fā)電路 正弦波觸發(fā)

12、電路 鋸齒波觸發(fā)電路集成觸發(fā)器： KC04移相觸發(fā)器 TC787移相觸發(fā)器計(jì)算機(jī)控制數(shù)字觸發(fā)電路192021-12-29單結(jié)晶體管移相觸發(fā)電路是一種較簡(jiǎn)單的觸發(fā)電路，采用單結(jié)晶體管移相觸發(fā)電路是一種較簡(jiǎn)單的觸發(fā)電路，采用延時(shí)移相方法，主要用于小功率單相或三相半波晶閘管整延時(shí)移相方法，主要用于小功率單相或三相半波晶閘管整流裝置。流裝置。發(fā)射極發(fā)射極e第一基極第一基極b1第二基極第二基極b2202021-12-29NPPN結(jié)結(jié)b1基極基極基極基極b2發(fā)射極發(fā)射極e結(jié)構(gòu)示意圖結(jié)構(gòu)示意圖eb2b1符號(hào)符號(hào)eb2b1rb1rb2VD等效電路等效電路3.2.1 單結(jié)晶體管的結(jié)構(gòu) 發(fā)射極發(fā)射極e e、 第一

13、基極第一基極b b1 1、 第二基極第二基極b b2 2， 單結(jié)晶體管單結(jié)晶體管或或雙基極二極管雙基極二極管。 212021-12-29 VD等效等效e和和b1間的間的PN結(jié)，其正向結(jié)，其正向壓降壓降 VD = 0.7 V。 Rb1 表示表示 e 與與 b1 間電阻，它隨發(fā)間電阻，它隨發(fā)射極電流而變，即：射極電流而變，即： IE 上升，上升，Rb1下降。下降。 Rb2 表示表示 e 與與 b2 間的電阻，數(shù)值間的電阻，數(shù)值與與 IE 無(wú)關(guān)。無(wú)關(guān)。 Rbb 兩基極間電阻，兩基極間電阻， Rbb = Rb1 + Rb2。 稱為分壓比，稱為分壓比， 一般在一般在 0.3 0.8 之間。之間。 bbb

14、1RR 單結(jié)晶體管圖形符號(hào)和等效電路222021-12-292.2.單結(jié)晶體管工作原理單結(jié)晶體管工作原理 當(dāng)當(dāng)Q Q1斷開(kāi)，斷開(kāi)，Q Q2閉合時(shí)閉合時(shí)外加外加基極電壓基極電壓Ubb由由Rb1、 Rb1分壓，分壓，A A點(diǎn)對(duì)點(diǎn)對(duì)b b極電壓為：極電壓為： BBBBbbbAVVrrrU 211232021-12-29 當(dāng)當(dāng)Q Q1閉合，閉合，Q Q2斷開(kāi)時(shí)斷開(kāi)時(shí)（外加外加基極電壓基極電壓Ubb=0=0）1Seb斷開(kāi)時(shí)， 和 間構(gòu)成一個(gè)普通二極管，其伏安特性與普通二極管相似；242021-12-29eb2b1rb1rb2DReVEEVBBb1+UEIE測(cè)試電路測(cè)試電路 當(dāng)當(dāng)Q Q1、Q Q2均閉合時(shí)

15、均閉合時(shí)ABBUV 252021-12-29eb2b1rb1rb2DReVEEVBBb1+UEIE測(cè)試電路測(cè)試電路262021-12-29 指發(fā)射極電壓Ue與發(fā)射極電流Ie之間的關(guān)系曲線。 即 Ie= f（Ue）三個(gè)工作區(qū)：截止區(qū)、負(fù)阻區(qū)、飽和區(qū) 單結(jié)管的導(dǎo)通條件：UeUP（峰點(diǎn)電壓）DbbDbb2b1b1bPUUUURRRU單結(jié)管的關(guān)斷條件：UeUV單結(jié)管具有負(fù)阻特性，即Ue /Ie 0+-UeIeUbb3.伏安特性272021-12-29(1)截止區(qū)，當(dāng)截止區(qū)，當(dāng)UE UA+UD Eb1b2DRb2Rb1AREUEUBBEEIEUA=Rb1UBBRb1Rb2+= UBBPN結(jié)反偏，結(jié)反偏，

16、 IE很小很小當(dāng)當(dāng)UE增加到增加到PN結(jié)結(jié)導(dǎo)通的峰點(diǎn)導(dǎo)通的峰點(diǎn)電壓電壓 UP ，單結(jié)晶，單結(jié)晶體管將進(jìn)入體管將進(jìn)入導(dǎo)通狀態(tài)。導(dǎo)通狀態(tài)。UVUEUpIEIVIP282021-12-29UVUEUpIEIVIP(2)負(fù)阻區(qū)，當(dāng)負(fù)阻區(qū)，當(dāng)UE UP PN結(jié)導(dǎo)通，結(jié)導(dǎo)通， IE顯著增顯著增加，同時(shí)加，同時(shí)UE下降。下降。 由于由于 RB1 隨著隨著PN結(jié)導(dǎo)通結(jié)導(dǎo)通急劇下降，故分壓比也下急劇下降，故分壓比也下降，又引起維持降，又引起維持PN結(jié)導(dǎo)通結(jié)導(dǎo)通的的UE進(jìn)一步下降。進(jìn)一步下降。 形成正反饋，一直達(dá)到形成正反饋，一直達(dá)到谷點(diǎn)谷點(diǎn)V。 這段曲線表現(xiàn)出負(fù)阻特性。這段曲線表現(xiàn)出負(fù)阻特性。292021-12

17、-29Eb1b2DRb2Rb1AREUEUBBEEIEVA=Rb1UBBRb1Rb2+= UBBUVUEUpIEIVIP(3)飽合區(qū)飽合區(qū) 當(dāng)當(dāng)IE IV 后后RB1 不再下降，不再下降，隨隨IE增加增加UE緩慢上升緩慢上升 。動(dòng)態(tài)動(dòng)態(tài)電阻為正值。電阻為正值。302021-12-29 單結(jié)晶體管的伏安特性單結(jié)晶體管的伏安特性（1）當(dāng)）當(dāng)UEUP時(shí)，單結(jié)晶體管時(shí)，單結(jié)晶體管導(dǎo)通導(dǎo)通，IE迅速增大，迅速增大，UE減小，減小， 進(jìn)入負(fù)阻區(qū)。進(jìn)入負(fù)阻區(qū)。（3）當(dāng)）當(dāng)UEUP 時(shí)導(dǎo)通，時(shí)導(dǎo)通， UEUV 時(shí)截止。時(shí)截止。312021-12-29DRB2RB1REUEUBBEEUEUpUVIEIVIPIE

18、2. 當(dāng)發(fā)射結(jié)電壓當(dāng)發(fā)射結(jié)電壓UEUP時(shí)時(shí), 單結(jié)晶體管單結(jié)晶體管導(dǎo)通導(dǎo)通； 若管子導(dǎo)通后若管子導(dǎo)通后UEUV時(shí)時(shí), 單結(jié)晶體管單結(jié)晶體管截止截止。1. 在點(diǎn)在點(diǎn)P、V之間之間, 單結(jié)晶體管呈現(xiàn)負(fù)阻特性。單結(jié)晶體管呈現(xiàn)負(fù)阻特性。322021-12-293.2.2 自激振蕩電路1.電路組成E的作用充電為電容提供單結(jié)管CUbb 2.工作原理接通電源后，C先充電。使uc。當(dāng)uc= UP時(shí)，單結(jié)管導(dǎo)通，C放電，使uc當(dāng)uc= UV時(shí)，單結(jié)管截止，C再充電。重復(fù)以上過(guò)程。 充電放電設(shè)uc(0)=0332021-12-29342021-12-29eRUSoUCV1R單結(jié)晶體管弛張振蕩電路及波形eCR該電路

19、產(chǎn)生振蕩的條件是：在充電過(guò)程中，電容 充電電壓可達(dá)到峰點(diǎn)電壓；在放電過(guò)程中，發(fā)射極電流可低于谷點(diǎn)電流。該條件主要靠合理選擇來(lái)實(shí)現(xiàn)。eVPePVRUUUURII滿足振蕩條件的取值為：352021-12-29RR2R1CuGUBBn電阻R2的作用是溫度補(bǔ)償。n無(wú)R2時(shí)，若溫度升高，則二極管的正向電壓降降低，單結(jié)晶體管的峰點(diǎn)電壓Up也就隨之下降，導(dǎo)致振蕩頻率f不穩(wěn)定。n有R2時(shí)，若溫度升高， 則RBB增加，進(jìn)而使UBB增加。峰點(diǎn)電壓Up基本維持不變，保證振蕩頻率f基本穩(wěn)定。n通常R2 取200600 。362021-12-29充充電電RR2R1C放放 電電 uGuGUBBuGuCUPUV0tt當(dāng)電容

20、放電至當(dāng)電容放電至uc放 ) 振蕩頻率 f =11lnCR1T1e調(diào)節(jié)Re即可改變振蕩頻率。當(dāng)Re 時(shí)，f，脈沖密度 ；反之，減小。當(dāng)Re阻值必須合適382021-12-29maxPePUURIRe的選?。?Re必須保證當(dāng)ue=UP時(shí)，充電電流IPmaxPPeUUIR Re必須保證當(dāng)ueUV時(shí)， Ie IVminVeVUURIminVVeUUIR392021-12-29例例3-13-1 單結(jié)晶體管自激振蕩電路，管子型號(hào)：?jiǎn)谓Y(jié)晶體管自激振蕩電路，管子型號(hào)：BT-35BBT-35B， IP=4A，分壓比分壓比 =0.6，UV=3.5A，IV=2mA，U=20V。 求求： Re的范圍； C 取0.2

21、2F F時(shí)的振蕩頻率 f 的調(diào)節(jié)范圍。解解： 0.6200.712.7PbbDUUUV6320 12.7203.54 102 10eRVPePVUUUURII1.838.3eMRK 402021-12-29maxmin1595()1ln()1efHzRCminmax12.7()1ln()1efHzRC412021-12-293.2.3 單結(jié)晶體管同步觸發(fā)電路 主電路主電路 控制電路控制電路 uo u21VD1 VD2VT1 VT2 RLu22uG uz uCRR2R1CRP422021-12-29n2）同步電路）同步電路 觸發(fā)信號(hào)和電源電壓在頻率和相位上相互協(xié)調(diào)觸發(fā)信號(hào)和電源電壓在頻率和相位上

22、相互協(xié)調(diào)同步同步。 同步電路由同步變壓器、橋式整流電路同步電路由同步變壓器、橋式整流電路VD1VD4、電阻、電阻R1及穩(wěn)壓管組成。及穩(wěn)壓管組成。 1）單結(jié)晶體管觸發(fā)電）單結(jié)晶體管觸發(fā)電 路，是由同步電路路，是由同步電路 和脈沖移相與形成和脈沖移相與形成 兩部分組成的。兩部分組成的。432021-12-29442021-12-29452021-12-29 觸發(fā)電路主電路同步電源單結(jié)管振蕩電路ubb主電路與觸發(fā)電路主電路與觸發(fā)電路必須接在同一電源上必須接在同一電源上 電源u2同步變壓器TS 二極管整流穩(wěn)壓管削波梯形波電壓 同步電源ubb。ubbut0uA2ubb與u2過(guò)零點(diǎn)時(shí)刻一致1.同步電源ub

23、b的獲得462021-12-292.同步原理 主電壓u2過(guò)零時(shí)，正好ubb=0，使每半個(gè)周期電容C總是從0開(kāi)始充電。 只要UP及充充一定，則C充電達(dá)到UP的時(shí)間也就一定，即：每半個(gè)周期發(fā)出的第一 個(gè)觸發(fā)脈沖的時(shí)間t充充一 定，保證了每周期控制 角相等，即晶閘管的導(dǎo) 通角相等，從而實(shí)現(xiàn)了 同步。 觸發(fā)電路主電路ubb主電路與觸發(fā)電路主電路與觸發(fā)電路必須接在同一電源上必須接在同一電源上同步電源單結(jié)管振蕩電路472021-12-292.同步原理 觸發(fā)電路主電路ubb主電路與觸發(fā)電路主電路與觸發(fā)電路必須接在同一電源上必須接在同一電源上ubbut0uA2uPuCugt03211=2=3= =同步電源單結(jié)

24、管振蕩電路UV482021-12-293.移相方法 觸發(fā)電路主電路ubb主電路與觸發(fā)電路主電路與觸發(fā)電路必須接在同一電源上必須接在同一電源上Re充t充Udt充為uC從0充電到UP所需的時(shí)間。充為電容C的充電時(shí)間常數(shù)；改變可調(diào)電阻Re：實(shí)際移相范圍只有140左右。同步電源單結(jié)管振蕩電路 當(dāng)調(diào)節(jié)電阻Re增大時(shí)，充電時(shí)間增大，第一個(gè)脈沖出現(xiàn)的時(shí)刻后移，即控制角增大，實(shí)現(xiàn)了移相。 492021-12-29 觸發(fā)電路主電路ubb主電路與觸發(fā)電路主電路與觸發(fā)電路必須接在同一電源上必須接在同一電源上同步電源單結(jié)管振蕩電路4 脈沖輸出脈沖輸出 觸發(fā)脈沖由R1直接取 出，這種方法簡(jiǎn)單、經(jīng) 濟(jì)，但觸發(fā)電路與主電

25、路有直接的電聯(lián)系，不安全。 可以采用脈沖變壓器輸 出來(lái)改進(jìn)這一觸發(fā)電路。502021-12-29 單結(jié)晶體管觸發(fā)電路的特點(diǎn)： 電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)容易，且功率損耗小，但輸出脈沖窄、輸出功率小。一般只適合于單相且?guī)щ娮柝?fù)載的可控整流電路，觸發(fā)50A以下的小功率晶閘管。512021-12-29 單相交流調(diào)壓電路（調(diào)光、調(diào)溫）522021-12-29R1AVR2R4R3RPDDZTC+_T1532021-12-29。 R1AV R2R4R3RP D DZTC+_ T1542021-12-29 R1AV R2R4R3RP D DZTC+_ T1552021-12-29R1AV R2R4R3RP DDZT

26、C+_待待充充電電瓶瓶 T1562021-12-29n相控電路：相控電路：晶閘管可控整流電路，通過(guò)控制觸發(fā)角觸發(fā)角a的大小，即 控制觸發(fā)脈沖起始相位來(lái)控制輸出電壓大小控制觸發(fā)脈沖起始相位來(lái)控制輸出電壓大小。為保證相控電路正常工作，很重要的是應(yīng)保證按觸發(fā)保證按觸發(fā) 角角a的大小在正確的時(shí)刻向電路中的晶閘管施加有效的大小在正確的時(shí)刻向電路中的晶閘管施加有效 的觸發(fā)脈沖的觸發(fā)脈沖。觸發(fā)電路觸發(fā)電路。大、中功率的變流器廣泛應(yīng)用的是晶體管觸發(fā)電路， 其中以同步信號(hào)為鋸齒波的觸發(fā)電路同步信號(hào)為鋸齒波的觸發(fā)電路應(yīng)用最多。572021-12-29582021-12-29l 電路組成電路組成 鋸齒波觸發(fā)電路，由

27、鋸齒波觸發(fā)電路，由鋸齒波形成、同步移相環(huán)節(jié)鋸齒波形成、同步移相環(huán)節(jié)與與脈沖放脈沖放大大兩部分組成，具有強(qiáng)觸發(fā)、雙脈沖和脈沖封鎖功能，由于兩部分組成，具有強(qiáng)觸發(fā)、雙脈沖和脈沖封鎖功能，由于采用鋸齒波作為同步電壓，不直接受電網(wǎng)波動(dòng)影響，在中大采用鋸齒波作為同步電壓，不直接受電網(wǎng)波動(dòng)影響，在中大容量晶閘管系統(tǒng)中廣泛使用。容量晶閘管系統(tǒng)中廣泛使用。 電路輸出可為電路輸出可為雙窄脈沖雙窄脈沖（適用于有兩個(gè)晶閘管同時(shí)導(dǎo)通（適用于有兩個(gè)晶閘管同時(shí)導(dǎo)通 的電路），也可為的電路），也可為單窄脈沖單窄脈沖。592021-12-29 （1）脈脈沖沖形形成成和和放放大大環(huán)環(huán)節(jié)節(jié)602021-12-29n脈沖形成環(huán)節(jié)由

28、脈沖形成環(huán)節(jié)由V4、V5、V6構(gòu)成；構(gòu)成；n放大環(huán)節(jié)由放大環(huán)節(jié)由V7、V8組組成。成。n控制電壓控制電壓uc加在加在V4 基極上，觸發(fā)脈沖由基極上，觸發(fā)脈沖由 脈沖變壓器脈沖變壓器TP二次輸二次輸 出。出。 3.3.1 脈沖形成放大環(huán)節(jié)脈沖形成放大環(huán)節(jié) （1）脈沖形成和放大環(huán)節(jié)）脈沖形成和放大環(huán)節(jié)V4 V5 V6脈沖形成環(huán)節(jié)脈沖形成環(huán)節(jié)V7 V8脈沖放大脈沖放大612021-12-29v當(dāng)當(dāng)V4的基極電壓的基極電壓uco=0時(shí)，時(shí)，V4截止截止。v電源電源+15V經(jīng)經(jīng)R14、R15供供給給V5、V6基極電流，使基極電流，使其其飽和導(dǎo)通飽和導(dǎo)通。vV5集電極電壓集電極電壓=-15V， V7、V8

29、處于截止?fàn)顟B(tài)處于截止?fàn)顟B(tài)，無(wú)脈沖輸出。無(wú)脈沖輸出。v電源電源+15V 經(jīng)經(jīng)R11、C3、V5發(fā)射極、發(fā)射極、V6 、VD4對(duì)對(duì)電容電容C3充電充電，充滿后電容，充滿后電容端電壓接近端電壓接近30V。（1）脈沖形成和放大環(huán)節(jié)）脈沖形成和放大環(huán)節(jié)l 電容電容C3充電過(guò)程充電過(guò)程622021-12-29vuco0.7V時(shí)，時(shí)，V4導(dǎo)通。導(dǎo)通。v 點(diǎn)電位點(diǎn)電位從從+15V突降到突降到 1V，由于，由于電容電容C3兩端電兩端電 壓不能突變，所以壓不能突變，所以V5基極基極 電位也突降到電位也突降到-30V，V5立立 即截止。即截止。 V5的集電極電壓的集電極電壓由由 -15V迅速上升到迅速上升到2.1V

30、時(shí)，時(shí)， 使得使得V7、V8導(dǎo)通，輸出導(dǎo)通，輸出 觸發(fā)脈沖。觸發(fā)脈沖。（1）脈沖形成和放大環(huán)節(jié)）脈沖形成和放大環(huán)節(jié)l 電容電容C3放電過(guò)程放電過(guò)程632021-12-29v同時(shí)同時(shí)電容電容C3由由+15V經(jīng)經(jīng) R14、VD3、V4放電放電并并 反向充電反向充電，使，使V5基極電基極電 位位逐漸上升。逐漸上升。 直到直到V5基極電位大于基極電位大于 -15V，V5又重新導(dǎo)通。又重新導(dǎo)通。v這時(shí)這時(shí)V5集電極電壓立即集電極電壓立即 降到降到-15V，使，使V7、V8 截止，輸出脈沖終止。截止，輸出脈沖終止。 脈沖前沿由脈沖前沿由V4導(dǎo)通時(shí)刻確導(dǎo)通時(shí)刻確定，脈沖寬度由反向充電定，脈沖寬度由反向充電時(shí)

31、間常數(shù)時(shí)間常數(shù)R14C3決定。決定。 （1）脈沖形成和放大環(huán)節(jié)）脈沖形成和放大環(huán)節(jié)l 電容電容C3放電過(guò)程放電過(guò)程642021-12-29（1）當(dāng)）當(dāng)uc= 0, V4截止，截止，V5、V6 飽和導(dǎo)通，飽和導(dǎo)通，V7、 V8截止，截止，無(wú)脈沖輸出，同時(shí)無(wú)脈沖輸出，同時(shí)C3被充電為被充電為30V；（2）當(dāng)）當(dāng) uc 0.7V ，V4 通通,u5b= - -30V，V5止，止，V7、V8通，通，輸出觸發(fā)脈沖輸出觸發(fā)脈沖 。 3Cl 工作過(guò)程工作過(guò)程 同時(shí)同時(shí) C3 經(jīng)電源、經(jīng)電源、R14、VD3、V4 放電和反放電和反 充電，充電， u u5b5bu u5b5b- - 15V, V5重新導(dǎo)重新導(dǎo)

32、通，通， V7V8止，輸出脈沖終止。止，輸出脈沖終止。652021-12-293.3.2 鋸齒波形成、同步移相環(huán)節(jié)鋸齒波形成、同步移相環(huán)節(jié) n原理：原理：n利用受正弦同步信號(hào)利用受正弦同步信號(hào) 電壓控制的鋸齒波電電壓控制的鋸齒波電 壓作為壓作為同步電壓同步電壓，再，再 與直流控制電壓與直流控制電壓u uc c與與 直流偏移電壓直流偏移電壓u ub b組成組成 并聯(lián)控制并聯(lián)控制，進(jìn)行電流，進(jìn)行電流 疊加，控制疊加，控制V4V4實(shí)現(xiàn)的。實(shí)現(xiàn)的。662021-12-29n電路由電路由V1、V2、V3 和和C2等元件組成，等元件組成，n其中其中V1、VZ、R3和和 R4為一恒流源電路。為一恒流源電路。

33、 672021-12-29l 工作過(guò)程工作過(guò)程v當(dāng)當(dāng)V2截止時(shí)，恒流源截止時(shí)，恒流源V1電流電流 IC1 對(duì)電容對(duì)電容C2充電，所以充電，所以C2兩端的電壓兩端的電壓uC為為vuC按線性增長(zhǎng)，即按線性增長(zhǎng)，即ub3按線性增長(zhǎng)。調(diào)節(jié)電位器按線性增長(zhǎng)。調(diào)節(jié)電位器RP1，可以，可以 改變改變C2的恒定充電電流的恒定充電電流IC1。 c1C1C1uI dtI tC1.充電過(guò)程充電過(guò)程682021-12-292.放電過(guò)程放電過(guò)程v當(dāng)當(dāng)V2導(dǎo)通時(shí)，因?qū)〞r(shí)，因R5很小，所以很小，所以C2經(jīng)經(jīng)R5、V2 迅速放電迅速放電， 使得使得uC2電位迅速降到零伏附近。電位迅速降到零伏附近。v當(dāng)當(dāng)V2周期性地導(dǎo)通和關(guān)

34、斷時(shí)，周期性地導(dǎo)通和關(guān)斷時(shí)， uC2 便便形成一鋸齒波形成一鋸齒波。v射極跟隨器射極跟隨器V3的作用：的作用： 減小控制回路電流對(duì)鋸齒波電壓減小控制回路電流對(duì)鋸齒波電壓uC2的影響。的影響。vV4基極電位由基極電位由鋸齒波電壓鋸齒波電壓、控制電壓控制電壓uc、直流偏移電壓直流偏移電壓 ub三者疊加所定，它們分別通過(guò)電阻三者疊加所定，它們分別通過(guò)電阻R7、R8、R9與與V4基基 極連接。極連接。692021-12-29 根據(jù)疊加原理，分析根據(jù)疊加原理，分析V4基極電位基極電位時(shí)，可分別看成時(shí)，可分別看成鋸齒波鋸齒波 ue3（）、）、控制電壓控制電壓uc（+）、）、偏移電壓偏移電壓ub（）單獨(dú)）單

35、獨(dú)作用的疊加。作用的疊加。v V4基極基極斷開(kāi)時(shí)，鋸齒波電壓斷開(kāi)時(shí)，鋸齒波電壓ue3單獨(dú)作用在單獨(dú)作用在V4基極時(shí)：基極時(shí)： 可見(jiàn)，可見(jiàn)， 仍為鋸齒波，但斜率比仍為鋸齒波，但斜率比ue3 低。低。89e3e33789/0.55(/)eRRuuuRRRe3u702021-12-29v同理，直流偏移電壓同理，直流偏移電壓ub 單獨(dú)作用在單獨(dú)作用在V4基極時(shí)的電壓為：基極時(shí)的電壓為： v控制電壓控制電壓uc 單獨(dú)作用在單獨(dú)作用在V4基極時(shí)的電壓為：基極時(shí)的電壓為： v 所以，所以， V4基極電流：基極電流：78b978/0.3(/)bbRRuuuRRR79ccc879/0.15(/)RRuuuRRR

36、3444444ecbbbbebebebeuuuuIRRRR712021-12-29v當(dāng)當(dāng)V4不導(dǎo)通時(shí)不導(dǎo)通時(shí)，V4的基極的基極b4的波形由的波形由 確定。確定。v當(dāng)當(dāng)b4點(diǎn)電壓等于點(diǎn)電壓等于0.7V后，后，V4導(dǎo)通導(dǎo)通。產(chǎn)生觸發(fā)脈沖。產(chǎn)生觸發(fā)脈沖。v改變改變 便可以改變脈沖產(chǎn)生時(shí)刻，脈沖被移相。加便可以改變脈沖產(chǎn)生時(shí)刻，脈沖被移相。加 ub 的目的目 的是為了確定控制電壓的是為了確定控制電壓 uc =0時(shí)脈沖的初始相位。時(shí)脈沖的初始相位。v以三相全控橋?yàn)槔匀嗳貥驗(yàn)槔簐當(dāng)接反電勢(shì)電感負(fù)載時(shí)，脈沖初始相位應(yīng)定在當(dāng)接反電勢(shì)電感負(fù)載時(shí)，脈沖初始相位應(yīng)定在= 90；v當(dāng)當(dāng)uc =0時(shí)，調(diào)節(jié)時(shí)，調(diào)

37、節(jié)ub 的大小使產(chǎn)生脈沖的的大小使產(chǎn)生脈沖的Q點(diǎn)對(duì)應(yīng)點(diǎn)對(duì)應(yīng)= 90。v當(dāng)當(dāng)uc =0時(shí)，時(shí)，= 90，則輸出電壓為，則輸出電壓為0；v若若uc 為正，為正， Q 點(diǎn)就向前移，控制角點(diǎn)就向前移，控制角90度，處度，處 于逆變狀態(tài)。于逆變狀態(tài)。 e3bcuuu722021-12-29同步同步信號(hào)信號(hào)為鋸為鋸齒波齒波的觸的觸發(fā)電發(fā)電路的路的工作工作波形波形 732021-12-29v同步環(huán)節(jié)同步環(huán)節(jié)是由是由同步變壓器同步變壓器 TS、VD1、VD2、C1、R1 和晶體管和晶體管V2組成組成。v同步變壓器同步變壓器TS和整流變壓器和整流變壓器 接在同一電源上，用接在同一電源上，用TS的二的二 次電壓來(lái)

38、控制次電壓來(lái)控制V2的通斷作的通斷作 用，這就保證了觸發(fā)脈沖與用，這就保證了觸發(fā)脈沖與 主電路電源同步。主電路電源同步。3.3.3 同步環(huán)節(jié)同步環(huán)節(jié) 742021-12-29v鋸齒波是由開(kāi)關(guān)管鋸齒波是由開(kāi)關(guān)管V2控制的，也就是由控制的，也就是由V2的基極電位決的基極電位決定的。定的。v同步電壓同步電壓 uTS 經(jīng)二極管經(jīng)二極管VD1加在加在V2的基極上。的基極上。v當(dāng)電壓波形在當(dāng)電壓波形在負(fù)半周負(fù)半周的的下降段下降段時(shí)，因時(shí)，因Q點(diǎn)點(diǎn)為為零電位零電位，VD1 導(dǎo)通導(dǎo)通，電容，電容C1 被迅速充電。在這一階段被迅速充電。在這一階段V2基極為反向偏基極為反向偏 置，置，V2截止。截止。同步同步要求

39、觸發(fā)脈沖的頻率與主電路電源的頻率相同且相位關(guān)系確定。752021-12-29v在負(fù)半周的上升段，在負(fù)半周的上升段，+15V電源通過(guò)電源通過(guò)R1給電容給電容C1充電充電，其，其 上升速度比上升速度比uTS 波形慢，故波形慢，故VD1截止截止，uQ為電容反向充電為電容反向充電 波形。波形。 當(dāng)當(dāng)Q點(diǎn)電位達(dá)點(diǎn)電位達(dá)1.4V時(shí)，時(shí)，V2導(dǎo)通導(dǎo)通，Q點(diǎn)電位被鉗位在點(diǎn)電位被鉗位在1.4V。 直到直到TS二次電壓的下一個(gè)負(fù)半周到來(lái)，二次電壓的下一個(gè)負(fù)半周到來(lái)，VD1重新導(dǎo)通，重新導(dǎo)通， C1放電后又被充電，放電后又被充電，V2截止。截止。v如此循環(huán)往復(fù)，在一個(gè)正弦波周期內(nèi)，包括如此循環(huán)往復(fù)，在一個(gè)正弦波周期

40、內(nèi)，包括截止截止與與導(dǎo)通導(dǎo)通兩兩 個(gè)狀態(tài)，對(duì)應(yīng)鋸齒波波形恰好是一個(gè)周期，與主電路電源個(gè)狀態(tài)，對(duì)應(yīng)鋸齒波波形恰好是一個(gè)周期，與主電路電源 頻率和相位完全同步，達(dá)到同步的目的。可以看出鋸齒波頻率和相位完全同步，達(dá)到同步的目的?？梢钥闯鲣忼X波 的寬度是由充電時(shí)間常數(shù)的寬度是由充電時(shí)間常數(shù)R1C1決定的。決定的。 762021-12-29 鋸齒波是由開(kāi)關(guān)V2管來(lái)控制的。 V2開(kāi)關(guān)的頻率就是鋸齒波的頻率鋸齒波的頻率由同步變壓器所接的交流電壓決定。 V2由導(dǎo)通變截止期間產(chǎn)生鋸齒波鋸齒波起點(diǎn)鋸齒波起點(diǎn)基本就是同步電壓由正變負(fù)的過(guò)零點(diǎn)。 V2截止?fàn)顟B(tài)持續(xù)的時(shí)間就是鋸齒波的寬度鋸齒波的寬度取決于充電時(shí)間常數(shù)R1

41、C1。772021-12-29雙窄脈沖形成雙窄脈沖形成v觸發(fā)電路自身在一個(gè)周期內(nèi)可輸出兩個(gè)間隔觸發(fā)電路自身在一個(gè)周期內(nèi)可輸出兩個(gè)間隔60度的脈沖，度的脈沖，稱稱內(nèi)雙脈沖電路內(nèi)雙脈沖電路。v而在觸發(fā)器外部通過(guò)脈沖變壓器的連接得到雙脈沖稱為而在觸發(fā)器外部通過(guò)脈沖變壓器的連接得到雙脈沖稱為外外雙脈沖雙脈沖。v本觸發(fā)電路屬于內(nèi)雙脈沖電路本觸發(fā)電路屬于內(nèi)雙脈沖電路。v當(dāng)當(dāng)V5、V6都導(dǎo)通時(shí)，都導(dǎo)通時(shí)，V7、V8截止，沒(méi)有脈沖輸出。截止，沒(méi)有脈沖輸出。v只要只要V5、V6有一個(gè)截止，就會(huì)使有一個(gè)截止，就會(huì)使V7、V8導(dǎo)通，有脈沖導(dǎo)通，有脈沖輸出。輸出。v因此本電路可產(chǎn)生符合要求的雙脈沖。因此本電路可產(chǎn)生符

42、合要求的雙脈沖。782021-12-29u 內(nèi)雙脈沖電路內(nèi)雙脈沖電路：u V5、V6構(gòu)成一個(gè)構(gòu)成一個(gè)“或或”門(mén)門(mén) 當(dāng)當(dāng)V5、V6都導(dǎo)通時(shí)，都導(dǎo)通時(shí)，V7、V8都截止，沒(méi)有脈沖輸出。都截止，沒(méi)有脈沖輸出。 只要只要V5、V6有一個(gè)截止，都會(huì)使有一個(gè)截止，都會(huì)使V7、V8導(dǎo)通，有脈導(dǎo)通，有脈 沖輸出。沖輸出。 第一個(gè)脈沖由本相觸發(fā)單元的第一個(gè)脈沖由本相觸發(fā)單元的uc對(duì)應(yīng)的控制角對(duì)應(yīng)的控制角 產(chǎn)生。產(chǎn)生。 隔隔60 的第二個(gè)脈沖是由滯后的第二個(gè)脈沖是由滯后60 相位的后一相觸發(fā)單相位的后一相觸發(fā)單 元產(chǎn)生（通過(guò)元產(chǎn)生（通過(guò)V6）。）。792021-12-29n在三相橋式全控整流電路中，雙脈沖環(huán)節(jié)的可

43、按下圖接線。在三相橋式全控整流電路中，雙脈沖環(huán)節(jié)的可按下圖接線。n六個(gè)觸發(fā)器的連接順序是：六個(gè)觸發(fā)器的連接順序是： 1Y-2X、2Y-3X、3Y-4X、4Y-5X、5Y-6X、6Y-1X。 802021-12-29 圖中的圖中的X X和和Y Y為雙脈沖產(chǎn)生作用所設(shè)。為雙脈沖產(chǎn)生作用所設(shè)。 在三相橋式全控電路、交流調(diào)壓電路等應(yīng)用場(chǎng)合，都需在三相橋式全控電路、交流調(diào)壓電路等應(yīng)用場(chǎng)合，都需要雙脈沖觸發(fā)，即要雙脈沖觸發(fā)，即在觸發(fā)當(dāng)前晶閘管的同時(shí)要向前一號(hào)晶在觸發(fā)當(dāng)前晶閘管的同時(shí)要向前一號(hào)晶閘管補(bǔ)發(fā)一個(gè)觸發(fā)脈沖閘管補(bǔ)發(fā)一個(gè)觸發(fā)脈沖。 晶閘管電路在采用鋸齒波觸發(fā)器時(shí)，每一個(gè)晶閘管都配晶閘管電路在采用鋸齒波

44、觸發(fā)器時(shí)，每一個(gè)晶閘管都配有一套觸發(fā)電路，產(chǎn)生雙脈沖的方法是有一套觸發(fā)電路，產(chǎn)生雙脈沖的方法是將本觸發(fā)電路的將本觸發(fā)電路的X X端端與前一號(hào)觸發(fā)電路的與前一號(hào)觸發(fā)電路的Y Y端連接端連接，這樣，這樣V4V4導(dǎo)通時(shí)不但使電路導(dǎo)通時(shí)不但使電路V5V5截止，同時(shí)也會(huì)通過(guò)截止，同時(shí)也會(huì)通過(guò)X-YX-Y連接使前一號(hào)觸發(fā)電路的連接使前一號(hào)觸發(fā)電路的V6V6截止。截止。 V5V5和和V6V6為串聯(lián)連接，任何一個(gè)關(guān)斷都會(huì)使為串聯(lián)連接，任何一個(gè)關(guān)斷都會(huì)使V5V5的集電極電的集電極電位抬高，使后續(xù)電路的功率放大晶體管得到正偏壓而導(dǎo)通位抬高，使后續(xù)電路的功率放大晶體管得到正偏壓而導(dǎo)通形成觸發(fā)脈沖。形成觸發(fā)脈沖。X

45、X、Y Y的作用的作用812021-12-29強(qiáng)觸發(fā)強(qiáng)觸發(fā)v50V直流電壓，經(jīng)直流電壓，經(jīng)R19對(duì)對(duì)C6充電，充電，N點(diǎn)電位為點(diǎn)電位為50V。v當(dāng)當(dāng)V8導(dǎo)通時(shí)，導(dǎo)通時(shí)，C6經(jīng)脈沖變壓器一次側(cè)經(jīng)脈沖變壓器一次側(cè)R17、V8迅速放迅速放電，形成脈沖尖峰，由于回路電阻很小，且電容電，形成脈沖尖峰，由于回路電阻很小，且電容C6的的存儲(chǔ)能量有限，存儲(chǔ)能量有限，N點(diǎn)電位迅速下降。點(diǎn)電位迅速下降。v當(dāng)當(dāng)N點(diǎn)電位下降到點(diǎn)電位下降到14.3V時(shí)，時(shí)，VD10導(dǎo)通，導(dǎo)通，N點(diǎn)電位被點(diǎn)電位被15V電源鉗位在電源鉗位在14.3V，形成脈沖平臺(tái)。，形成脈沖平臺(tái)。C5組成加速電組成加速電路，用來(lái)提高觸發(fā)脈沖前沿陡度。路，

46、用來(lái)提高觸發(fā)脈沖前沿陡度。 822021-12-29n二極管二極管 VD5陰極接零電位陰極接零電位 或負(fù)電位，使或負(fù)電位，使V7、V8截止，截止， 可以實(shí)現(xiàn)脈沖封鎖?？梢詫?shí)現(xiàn)脈沖封鎖。nVD5用來(lái)防止接地端與負(fù)用來(lái)防止接地端與負(fù) 電源之間形成大電流通路。電源之間形成大電流通路。 脈沖封鎖脈沖封鎖832021-12-29n目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的集成觸發(fā)器有目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的集成觸發(fā)器有KJ系列和系列和KC系列，國(guó)外生產(chǎn)的有系列，國(guó)外生產(chǎn)的有TCA系列；系列；n下面簡(jiǎn)要介紹由下面簡(jiǎn)要介紹由KC系列的系列的KC04移相觸發(fā)器、移相觸發(fā)器、KC42脈沖調(diào)制形成器和脈沖調(diào)制形成器和KC41C六路脈沖形六路脈沖形成器

47、的工作原理。成器的工作原理。 842021-12-293.4.1 KC04KC04移相集成觸發(fā)器移相集成觸發(fā)器 同步環(huán)節(jié)、移相控制、鋸齒波形成、脈沖形成與放大、脈沖分選與輸出。 組成環(huán)節(jié)：同步環(huán)節(jié)：實(shí)現(xiàn)觸發(fā)脈沖與主電路的同步。移相控制：實(shí)現(xiàn)觸發(fā)脈沖的移相。脈沖輸出環(huán)節(jié)中脈沖變壓器： 降低脈沖電壓而增大脈沖電流； 主電路與觸發(fā)電路之間進(jìn)行電氣隔離； 多相電路中各相觸發(fā)電路之間相隔離。852021-12-29 KC04KC04型移相集成觸發(fā)電路型移相集成觸發(fā)電路 862021-12-29n1、KC04移相觸發(fā)器的主要技術(shù)指標(biāo)如下：移相觸發(fā)器的主要技術(shù)指標(biāo)如下：v 電源電壓：電源電壓：DCl5V，允

48、許波動(dòng)，允許波動(dòng)5%；v 電源電流：正電流電源電流：正電流l5mA，負(fù)電流，負(fù)電流8mA；v 移相范圍：移相范圍： ( =30V， =l5K)；v 脈沖寬度：脈沖寬度：400 s2ms；v 脈沖幅值：脈沖幅值：13V；v 最大輸出能力：最大輸出能力：100mA；v 正負(fù)半周脈沖不均衡：正負(fù)半周脈沖不均衡：土土 ；v 環(huán)境溫度：環(huán)境溫度：- 。C100C700030170su4R872021-12-292、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、內(nèi)部結(jié)構(gòu)882021-12-29 外引腳排列圖各引腳電壓波形A相ug1ug4892021-12-29引腳號(hào)符號(hào)功能用法1In-PV同相脈沖輸出端接正半周應(yīng)導(dǎo)通晶閘管的脈沖功率放大器及

49、脈沖變壓器2NC空腳3CT鋸齒波電容連接端通過(guò)電容接4腳4uT鋸齒波電壓輸出端通過(guò)電阻接移項(xiàng)綜合端5-UCC工作負(fù)電源輸入端接用戶系統(tǒng)負(fù)電源6NC空腳7GND接地端，為整個(gè)電路提供一參考地端接用戶的控制電源地端8uS同步電源信號(hào)輸入端接同步變壓器的二次側(cè)，同步電壓為30V902021-12-29引腳號(hào)符號(hào)功能用法9u移項(xiàng)、偏置及同步信號(hào)綜合端分別通過(guò)三個(gè)等值電阻接鋸齒波、偏置電壓及移項(xiàng)電壓10NC空腳11uP方波脈沖輸出端，該端的輸出信號(hào)反映了移項(xiàng)脈沖的相位通過(guò)一電容接12腳12UW脈寬信號(hào)輸入端，該端與11腳所接電容的大小反映了輸出脈沖的寬度接調(diào)制脈沖源輸出或保護(hù)電路輸出13UC-負(fù)脈沖調(diào)制

50、及封鎖控制端，通過(guò)該端輸入信號(hào)的不同，可對(duì)負(fù)輸出脈沖進(jìn)行調(diào)制或封鎖接調(diào)制脈沖源輸出或保護(hù)電路輸出14UC+正脈沖調(diào)制及封鎖控制端，通過(guò)該端輸入信號(hào)的不同，可對(duì)正輸出脈沖進(jìn)行調(diào)制或封鎖接調(diào)制脈沖源輸出或保護(hù)電路輸出15Ou-PV反向脈沖輸出端接負(fù)半周應(yīng)導(dǎo)通晶閘管的脈沖功率放大器及脈沖變壓器16+UCC系統(tǒng)正電源輸入端接控制電路電源912021-12-292、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、內(nèi)部結(jié)構(gòu)922021-12-29 同步環(huán)節(jié)同步環(huán)節(jié)vV1V4等組成同步環(huán)節(jié)，同步電壓等組成同步環(huán)節(jié)，同步電壓us經(jīng)限流電阻經(jīng)限流電阻R4加到加到 V1、V2的基極。的基極。v在同步電壓正半波在同步電壓正半波us 0.7V時(shí)，時(shí)，V1

51、導(dǎo)通，導(dǎo)通，V4截止；截止；v在同步電壓負(fù)半波在同步電壓負(fù)半波us 0.7V時(shí)，時(shí)，V2、V3導(dǎo)通，導(dǎo)通，V4截截 止；只有在止；只有在us0.7V時(shí)，時(shí)，V4導(dǎo)通。導(dǎo)通。 鋸齒波形成鋸齒波形成 vV4截止時(shí)，截止時(shí)，C1充電，形成鋸齒波的上升段，充電，形成鋸齒波的上升段，vV4導(dǎo)通時(shí)，導(dǎo)通時(shí)， C1放電，形成鋸齒波的下降段，放電，形成鋸齒波的下降段，v每周期形成兩個(gè)鋸齒波，鋸齒波寬度小于每周期形成兩個(gè)鋸齒波，鋸齒波寬度小于180。932021-12-292、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、內(nèi)部結(jié)構(gòu)942021-12-29 移相環(huán)節(jié)移相環(huán)節(jié)v V6及外接元件組成移相環(huán)節(jié)，基極信號(hào)是及外接元件組成移相環(huán)節(jié)，基極信號(hào)是

52、鋸齒波電壓鋸齒波電壓、 偏移電壓偏移電壓和和控制電壓的控制電壓的綜合。綜合。v改變改變V6基極電位，基極電位，V6導(dǎo)通時(shí)刻隨之改變，實(shí)現(xiàn)脈沖移相。導(dǎo)通時(shí)刻隨之改變，實(shí)現(xiàn)脈沖移相。 脈沖形成脈沖形成v V7等組成脈沖形成環(huán)節(jié)，平時(shí)等組成脈沖形成環(huán)節(jié)，平時(shí)V7導(dǎo)通，電容導(dǎo)通，電容C2充電為左正充電為左正右負(fù)。右負(fù)。vV6導(dǎo)通時(shí)，其集電極電位突然下降，同時(shí)引起導(dǎo)通時(shí)，其集電極電位突然下降，同時(shí)引起V7截止。電容截止。電容C2放電并反充電為左負(fù)右正。放電并反充電為左負(fù)右正。v當(dāng)當(dāng)V7基極電位基極電位Ube70.7V時(shí)，時(shí)，V7導(dǎo)通，導(dǎo)通，V7集電極有脈沖輸集電極有脈沖輸出。出。V7集電極每周期輸出間隔

53、集電極每周期輸出間隔180的兩個(gè)脈沖。的兩個(gè)脈沖。 952021-12-29 脈沖分選脈沖分選vV8、V12組成脈沖分選環(huán)節(jié)，脈沖分選保證同步電壓正半周組成脈沖分選環(huán)節(jié)，脈沖分選保證同步電壓正半周 V8截止，同步電壓負(fù)半周截止，同步電壓負(fù)半周V12截止，使得觸發(fā)電路在一周內(nèi)截止，使得觸發(fā)電路在一周內(nèi) 有兩個(gè)相位上相差有兩個(gè)相位上相差180的脈沖輸出。的脈沖輸出。 KC04的同步電壓可取任意值，限流電阻的同步電壓可取任意值，限流電阻R4的估算值：的估算值： R4 = 同步電壓同步電壓 / （12mA）962021-12-29nKC04移相觸發(fā)器主要用于單相或三相全控橋式裝置。移相觸發(fā)器主要用于單

54、相或三相全控橋式裝置。nKC系列中還有系列中還有KC0l，KC09等。等。nKJ00l主要用于單相、三相半控橋等整流電路中的移相觸主要用于單相、三相半控橋等整流電路中的移相觸發(fā)，可獲得寬脈沖。發(fā)，可獲得寬脈沖。nKC09是是KC04的改進(jìn)型，兩者可互換，適用于單相、三相的改進(jìn)型，兩者可互換，適用于單相、三相全控式整流電路中的移相觸發(fā)，可輸出兩路相位差全控式整流電路中的移相觸發(fā)，可輸出兩路相位差180度度的脈沖。它們都具有輸出負(fù)載能力大、移相性能好以及抗的脈沖。它們都具有輸出負(fù)載能力大、移相性能好以及抗干擾能力強(qiáng)的特點(diǎn)。干擾能力強(qiáng)的特點(diǎn)。972021-12-29KC04的一個(gè)典型應(yīng)用電路的一個(gè)典

55、型應(yīng)用電路 982021-12-29n脈沖調(diào)制形成器電路，主要適用于三相全控橋整流電路、脈沖調(diào)制形成器電路，主要適用于三相全控橋整流電路、 三相半控、單相全控、單相半控等線路中用做脈沖調(diào)制源。三相半控、單相全控、單相半控等線路中用做脈沖調(diào)制源。 圖圖3-16 KC423-16 KC42脈沖調(diào)制形成器電路圖脈沖調(diào)制形成器電路圖 3.4.2 KC42KC42脈沖調(diào)制形成脈沖調(diào)制形成器器 992021-12-29nKC41KC41不僅具有雙脈沖形成功能，它還具有電子開(kāi)關(guān)控制封不僅具有雙脈沖形成功能，它還具有電子開(kāi)關(guān)控制封 鎖功能。鎖功能。 圖圖3-18 KC413-18 KC41六路雙窄脈沖形成器內(nèi)

56、部電路及外部接線圖六路雙窄脈沖形成器內(nèi)部電路及外部接線圖 3.4.3 KC41CKC41C六路雙脈沖形成六路雙脈沖形成器器 1002021-12-29ug1ug2ug3ug4ug5ug6 三塊KC04的輸出16引腳： 輸入KC04的6個(gè)脈沖；1015引腳： 脈沖放大輸出； 7引腳：控制 接地，脈沖正常輸出； 懸空：無(wú)脈沖輸出。完整的三相全控橋觸發(fā)電路完整的三相全控橋觸發(fā)電路 3個(gè)個(gè)KC04集成塊集成塊和和1個(gè)個(gè)KC41C集成塊集成塊，可形成六路，可形成六路雙脈沖，再由六個(gè)晶體管進(jìn)雙脈沖，再由六個(gè)晶體管進(jìn)行脈沖放大即可。行脈沖放大即可。 1012021-12-29 二、KC41C六路雙脈沖形成電

57、路ug1ug2ug3ug4ug5ug6 三塊KC04的輸出ug1ug2ug3ug4ug5ug61022021-12-293.4 集成觸發(fā)電路集成觸發(fā)電路 三、集成三相觸發(fā)電路A相B相C相1032021-12-29n3.4.4 由集成元件組成的三相觸發(fā)電路由集成元件組成的三相觸發(fā)電路三相六脈沖形成電路三相六脈沖形成電路 1042021-12-29 要使晶閘管裝置得到穩(wěn)定的輸出，必須保持要使晶閘管裝置得到穩(wěn)定的輸出，必須保持各周期中各周期中控制角控制角不變不變，即：，即： 要求各晶閘管均具有相同的控制角。要求各晶閘管均具有相同的控制角。 為了達(dá)到這個(gè)目的，觸發(fā)脈沖和主電壓之為了達(dá)到這個(gè)目的，觸發(fā)脈

58、沖和主電壓之間必須保持頻率一致和固定的相位關(guān)系。間必須保持頻率一致和固定的相位關(guān)系。 l 同步的基本概念同步的基本概念注意：要實(shí)現(xiàn)同步，主電壓與同步電壓必須接在同一電源上。 1052021-12-29 反映主電壓頻率和相位的信號(hào)可以從加在晶閘管裝置上的電源電壓獲得，讓它作用于觸發(fā)電路，使所產(chǎn)生的觸發(fā)脈沖能同步地觸發(fā)晶閘管。 這種包含主電壓頻率和相位信息的正弦交流信號(hào)us稱為同步電壓。 系統(tǒng)組成框圖： 1062021-12-29 為實(shí)現(xiàn)同步，必須根據(jù)根據(jù)被觸發(fā)晶閘管被觸發(fā)晶閘管的陽(yáng)極電壓陽(yáng)極電壓u2的相相位位，正確供給供給觸發(fā)電路觸發(fā)電路特定相位的同步電壓同步電壓us，以保證以保證us與與u2具

59、有固定的相位關(guān)系具有固定的相位關(guān)系。 這種正確選擇同步電壓相位的方法，稱為晶閘管裝置的同步或定相。 1072021-12-29分析三相全控橋分析三相全控橋1082021-12-29Ott1t2uaubucu2ua-圖圖3-19 三相全控橋中同步電壓與主電路電壓關(guān)系示意圖三相全控橋中同步電壓與主電路電壓關(guān)系示意圖1092021-12-29分析三相全控橋分析三相全控橋 VT1所接主電路電壓為所接主電路電壓為+ua，VT1的觸發(fā)脈沖從的觸發(fā)脈沖從0 至至180 的范圍為的范圍為 t1 t2。 鋸齒波的上升段為鋸齒波的上升段為240 ，上升段起始的，上升段起始的30 和終了的和終了的30 線性度不好，

60、舍去不用，使用中間的線性度不好，舍去不用，使用中間的180 ， 鋸齒波的中點(diǎn)與同步信號(hào)的鋸齒波的中點(diǎn)與同步信號(hào)的300 位置對(duì)應(yīng)位置對(duì)應(yīng)。 將將 =90 確定為鋸齒波的中點(diǎn)，鋸齒波向前向后各有確定為鋸齒波的中點(diǎn)，鋸齒波向前向后各有90 的移相范圍。的移相范圍。 于是于是 =90 與同步電壓的與同步電壓的300 對(duì)應(yīng)，也就是對(duì)應(yīng)，也就是 =0 與同步電壓的與同步電壓的210 對(duì)應(yīng)對(duì)應(yīng)。 =0 對(duì)應(yīng)于對(duì)應(yīng)于ua 的的30 的位置，則同步信號(hào)的的位置，則同步信號(hào)的180 與與 ua的的0 對(duì)應(yīng)，說(shuō)明對(duì)應(yīng)，說(shuō)明VT1的同步電壓應(yīng)滯后于的同步電壓應(yīng)滯后于ua180 。 對(duì)于其他對(duì)于其他5個(gè)晶閘管，也存在