晶闸管对触发电路的要求

第三章晶闸管对触发电路的要求与简单的触发电路扬州工业职业技术学院电子系范丛山晶闸管是单向可控器件，晶闸管承受正向阳极电压的同时，门极还要加上适当的触发电压才能由阻断转入导通状态。改变触发脉冲的输出的时间，即可以改变控制角的大小，从而达到改变输出直流平均电压的目的。一、晶闸管对触发电路的要求触发信号可以使交流、直流或脉冲，脉冲信号只能在门极为正、阴极为负时起作用。触发信号的电压波形有多种形式。1、触发信号应有足够的功率（电压与电流）触发电路输出的触发电压和触发电流，应大于晶闸管的门极触发电压和门极触发电流。在触发信号为脉冲形式时，只要触发功率不超过规定值，触发电压、电流的幅值在短时间内可大大超过额定值。2、触发脉冲要具有一定的宽度，前沿要陡触发脉冲的宽度一般应保证晶闸管阳极电流在触发脉冲消失前达到擎住电流，使晶闸管能保持通态，这是最小的允许宽度。3、触发脉冲的移相范围应能满足变流装置的要求触发脉冲的移相范围与主电路形式、负载性质及变流装置的用途有关。如三相半波电阻性负载时，要求移相范围为150，而三相桥式全控电阻性负载要求移相范围为120。4、触发脉冲与主回路电源电压必须同步为了使晶闸管在每一周期都能重复在相同的相位上触发，保证变流装置的品质和可靠性，触发电路的同步电压与主回路电源电压必须保持某种固定的相位关系。二、简单的触发电路用电阻、电容、二极管以及光耦合器等器件可以组成各种简单实用的触发电路。这类触发电路所用元件少，结构简单，常用于控制精度要求不高的小功率负载电路。1、简单的移相触发电路2、阻容移相触发电路3、用数字集成电路组成的触发电路三、单结晶体管触发电路由单结晶体管组成的触发电路结构简单，输出脉冲前沿陡，抗干扰能力强，温度补偿性能好，而且运行可靠，调试维修方便，因此在单相晶闸管整流装置中得到广泛应用。1、结构单结晶体管又称为双基极二极管或单结管，它具有一个PN结的三端半导体器件（一个发射极、两个基极）。b2Rb2VDeRb1b1eb2b1eb2b1第一基极第二基极射极2、特点（1）稳定的触发电压，并可用极间所加的电压控制；（2）由一极小的触发电流；（3）负阻特性较均匀，温度与寿命较晶体管稳定；（4）可取得较大的脉冲电流。单结晶体管自激振荡电路UpUscb2b1＋－ReR2R1C⑴调节电阻Re能改变自激振荡电路的振荡频率，要电路保持振荡，Re必须满足下列条件：PPeVVIUURIUU⑵R1决定输出脉冲的幅值和宽度⑶R2用来补偿温度对Up的影响，用来稳定振荡频率。四、同步电压为锯齿波的触发电路同步电压为锯齿波的触发电路由五个基本环节组成：（1）同步环节；（2）锯齿波形成和脉冲移相控制环节；（3）脉冲形成、放大和输出环节；（4）双脉冲形成环节；（5）强触发环节。（一）同步环节同步环节由同步变压器Ts、晶体管VT2、VD1、VD2、R1以及C1等组成。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频率相同。锯齿波是由开关管VT2控制的，VT2有截止变为导通期间产生锯齿波，VT2截止持续时间就是锯齿波的宽度，VT2开关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VT2开关频率与主回路电源频率达到同步。（二）锯齿波形成和脉冲移相控制环节电路采用由VT1、VZ、RP1和R4组成的恒流源电路生成线性较好的锯齿波。其中恒流源向电容C2充电，VT2作为同步开关控制恒流源对C2的充放电过程。VT3为射极跟随器，起阻抗变换和前后级隔离作用。（三）脉冲形成、放大和输出环节（1）脉冲形成环节由晶体管VT4、VT5、VT6组成；（2）放大和输出环节由VT7、VT8组成（四）双脉冲形成环节对于三相全控桥整流电路要求触发脉冲必须采用宽脉冲或双脉冲，此电路可实现双脉冲输出，相邻两个脉冲的间隔为60。（五）强触发及脉冲封锁环节晶闸管采用强触发可缩短开通时间，提高晶闸管承受电流上升率的能力，有利于改善串并联元件的动态均压与均流，增加触发可靠性。五、触发脉冲与主电路电压的同步同步的概念：正确选择同步信号电压相位以及得到不同相位同步信号的方法，称为晶闸管装置的同步或定相。实现同步的方法:晶闸管装置是通过同步变压器不同连接方式或再配合阻容移相，得到要求相位的同步信号电压。①正弦波：NPN——usv滞后ua120°PNP——usv超前ua60°②锯齿波：NPN——usv滞后ua180°PNP——usv与ua同相wtudwtwt1120wt39030usvusvusvwtwtwt1wt360wt1usvuc2usvwtusv实现同步的步骤：①根据主电路的结构，负载的性质及触发电路的形式与脉冲移相范围的要求，确定该触发电路的同步电压UT与对应晶闸管阳极电压之间的相位关系。②根据电源变压器的接法，以电网某线电压作参考矢量，画出电源变压器次级电压的矢量，从而确定相对应的同步电压和同步线电压矢量。③根据同步变压器次级线电压矢量位置，确定同步变压器钟点数。例ABUaUsaUsabU如果采用NPN的正弦波触发电路：usv滞后ua120°ABUaUsabUsaUY／Y—10Y／Y—430°30°解:正弦波PNP：usv超前ua60°三相半波电源变压器为Y／Y-12，触发电路采用PNP的正弦波移相触发电路，求：1、同步电压与对应晶闸管阳极电压的相位关系2、确定同步变压器的钟点数