第5章晶闸管的触发电路.pptx
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1、第五章第五章 晶闸管的触发电路晶闸管的触发电路 第一节第一节第一节第一节 单结晶体管触发电路单结晶体管触发电路单结晶体管触发电路单结晶体管触发电路第二节第二节第二节第二节 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第三节第三节第三节第三节 集成触发电路及数字触发电路集成触发电路及数字触发电路集成触发电路及数字触发电路集成触发电路及数字触发电路第四节第四节第四节第四节 触发电路与主电路电压的同步触发电路与主电路电压的同步触发电路与主电路电压的同步触发电路与主电路电压的同步本章小结本章小结本章小结本章小结第五章第五章 晶闸管的触发电路晶
2、闸管的触发电路 相控电路相控电路相控电路相控电路 晶闸管可控整流电路,通过控制触发角晶闸管可控整流电路,通过控制触发角晶闸管可控整流电路,通过控制触发角晶闸管可控整流电路,通过控制触发角a a a a的大小的大小的大小的大小即控制触发脉冲起始相位来控制输出电压大小。即控制触发脉冲起始相位来控制输出电压大小。即控制触发脉冲起始相位来控制输出电压大小。即控制触发脉冲起始相位来控制输出电压大小。相控电路的驱动控制相控电路的驱动控制相控电路的驱动控制相控电路的驱动控制 为为为为保保保保证证证证相相相相控控控控电电电电路路路路的的的的正正正正常常常常工工工工作作作作,很很很很重重重重要要要要的的的的一一
3、一一点点点点是是是是应应应应保保保保证证证证按按按按触触触触发发发发角角角角a a a a的的的的大大大大小小小小在在在在正正正正确确确确的的的的时时时时刻刻刻刻向向向向电电电电路路路路中中中中的的的的晶闸管施加有效的触发脉冲。晶闸管施加有效的触发脉冲。晶闸管施加有效的触发脉冲。晶闸管施加有效的触发脉冲。晶闸管相控电路,习惯称为触发电路。晶闸管相控电路,习惯称为触发电路。晶闸管相控电路,习惯称为触发电路。晶闸管相控电路,习惯称为触发电路。第一节第一节 单结晶体管触发电路单结晶体管触发电路对于触发电路通常有如下要求:对于触发电路通常有如下要求:对于触发电路通常有如下要求:对于触发电路通常有如下要
4、求:n n触发电路输出的脉冲必须具有足够的功率触发电路输出的脉冲必须具有足够的功率触发电路输出的脉冲必须具有足够的功率触发电路输出的脉冲必须具有足够的功率n n触发脉冲必须与晶闸管的主电压保持同步触发脉冲必须与晶闸管的主电压保持同步触发脉冲必须与晶闸管的主电压保持同步触发脉冲必须与晶闸管的主电压保持同步n n触发脉冲能满足主电路移相范围的要求触发脉冲能满足主电路移相范围的要求触发脉冲能满足主电路移相范围的要求触发脉冲能满足主电路移相范围的要求n n触发脉冲要具有一定的宽度,前沿要陡触发脉冲要具有一定的宽度,前沿要陡触发脉冲要具有一定的宽度,前沿要陡触发脉冲要具有一定的宽度,前沿要陡正弦波正弦波
5、尖脉冲尖脉冲方脉冲方脉冲强触发脉冲强触发脉冲脉冲序列脉冲序列图图5-1 常见的触发脉冲电压波形常见的触发脉冲电压波形n n触发电路通常以组成的主要元件名称分类,可分为:触发电路通常以组成的主要元件名称分类,可分为:触发电路通常以组成的主要元件名称分类,可分为:触发电路通常以组成的主要元件名称分类,可分为:单结晶体管触发电路、晶体管触发电路、集成电路触单结晶体管触发电路、晶体管触发电路、集成电路触单结晶体管触发电路、晶体管触发电路、集成电路触单结晶体管触发电路、晶体管触发电路、集成电路触发器、计算机控制数字触发电路等。发器、计算机控制数字触发电路等。发器、计算机控制数字触发电路等。发器、计算机控
6、制数字触发电路等。n n 常见的触发脉冲电压波形如下:常见的触发脉冲电压波形如下:常见的触发脉冲电压波形如下:常见的触发脉冲电压波形如下:5.1 单结晶体管触发电路单结晶体管触发电路一、单结晶体管一、单结晶体管 单结晶体管的结构、图形符号及等效电路如图所示。单结晶体管的结构、图形符号及等效电路如图所示。5.1 单结晶体管触发电路单结晶体管触发电路图图5-2 单结晶体管单结晶体管(a)结构示意结构示意 (b)等效电路等效电路 (c)图形符号图形符号 (d)外形及管脚外形及管脚 U Ue eU UA A :PNPN结反偏置,结反偏置,只有很小的反向漏电流只有很小的反向漏电流 U Ue e=U UA
7、 A :I Ie e,特性曲线与横坐标交点处特性曲线与横坐标交点处 U Ue e 上升上升 :U Ue eU UP PUUbbbbU UD D ,单结晶体管导通,单结晶体管导通,该转折点称为峰点该转折点称为峰点P P 分压比分压比IP图图图图5-3 5-3 单结晶体管伏安特性单结晶体管伏安特性单结晶体管伏安特性单结晶体管伏安特性 (a)(a)单结晶体管实验电路单结晶体管实验电路单结晶体管实验电路单结晶体管实验电路 (b)(b)单结晶体管伏安特性单结晶体管伏安特性单结晶体管伏安特性单结晶体管伏安特性截止区截止区截止区截止区(apap段)段)段)段)U Ue e U UP P:I Ie e增大增大
8、 ,r rb1b1急剧下降急剧下降 ,U UA A达到达到最小,最小,U Ue e也最小也最小 ,达到谷点,达到谷点V V负阻区负阻区负阻区负阻区(PVPVPVPV段)段)段)段)达到达到U UV V后,单结晶体管处于饱和导通状态后,单结晶体管处于饱和导通状态 饱和区饱和区饱和区饱和区(VNVN段)段)段)段)图图图图5-3 5-3 单结晶体管伏安特性单结晶体管伏安特性单结晶体管伏安特性单结晶体管伏安特性 (a)(a)单结晶体管实验电路单结晶体管实验电路单结晶体管实验电路单结晶体管实验电路 (b)(b)单结晶体管伏安特性单结晶体管伏安特性单结晶体管伏安特性单结晶体管伏安特性二、单结晶体管自激振
9、荡电路二、单结晶体管自激振荡电路二、单结晶体管自激振荡电路二、单结晶体管自激振荡电路 1.1.电源接通:电源接通:电源接通:电源接通:E E通过通过通过通过R Re e对对对对C C充电,充电,充电,充电,时间常数为时间常数为时间常数为时间常数为R Re eC C2.2.U Uc c增大,达到增大,达到增大,达到增大,达到 U UP P ,单结晶体管单结晶体管单结晶体管单结晶体管导通,导通,导通,导通,C C通过通过通过通过R R1 1放电放电放电放电3.3.U Uc c减少,达到减少,达到减少,达到减少,达到U Uv v,单结晶体管截单结晶体管截单结晶体管截单结晶体管截止,止,止,止,R1R
10、1 下降,接近于零下降,接近于零下降,接近于零下降,接近于零4.4.重复充放电过程重复充放电过程重复充放电过程重复充放电过程5.1 单结晶体管触发电路单结晶体管触发电路R Re e的值不能太大或太小,的值不能太大或太小,满足电路振荡的满足电路振荡的满足电路振荡的满足电路振荡的R R R Re e e e的取值范围的取值范围的取值范围的取值范围 图图5-4 5-4 单结晶体管自激振荡电路单结晶体管自激振荡电路 n n为了防止为了防止R Re e取值过小电路不能振荡,一般取一固定电取值过小电路不能振荡,一般取一固定电阻阻r r与另一可调电阻与另一可调电阻R Re e串联,以调整到满足振荡条件的串联
11、,以调整到满足振荡条件的合适频率。若忽略电容合适频率。若忽略电容C C放电时间,电路的自激振荡频放电时间,电路的自激振荡频率近似为:率近似为:5.1 5.1 单结晶体管触发电路单结晶体管触发电路单结晶体管触发电路单结晶体管触发电路n n电路中电路中R R1 1上的脉冲电压宽度取决于电容放电时间常数。上的脉冲电压宽度取决于电容放电时间常数。R R2 2是温度补偿电阻,作用是保持振荡频率的稳定。是温度补偿电阻,作用是保持振荡频率的稳定。三、具有同步环节的单结晶体管触发电路三、具有同步环节的单结晶体管触发电路三、具有同步环节的单结晶体管触发电路三、具有同步环节的单结晶体管触发电路 5.1 单结晶体管
12、触发电路单结晶体管触发电路图图图图5-5 5-5 5-5 5-5 晶体管同步触发电路晶体管同步触发电路晶体管同步触发电路晶体管同步触发电路 注意:注意:注意:注意:n每周期中电容每周期中电容C C的充放电不的充放电不止一次,晶闸管由第一个脉止一次,晶闸管由第一个脉冲触发导通,后面的脉冲不冲触发导通,后面的脉冲不起作用。起作用。n改变改变R Re e的大小,的大小,可改变电容可改变电容充电速度,达到调节充电速度,达到调节 角的目角的目的。的。n削波的目的:增大移相范围,削波的目的:增大移相范围,使输出的触发脉冲的幅度基本使输出的触发脉冲的幅度基本一样。不削波:一样。不削波:U UP PUUbbb
13、b,为正弦半波,移相范围小。为正弦半波,移相范围小。5.1 5.1 单结晶体管触发电路单结晶体管触发电路单结晶体管触发电路单结晶体管触发电路n实际应用中,常用晶体管实际应用中,常用晶体管2 2代替电位器代替电位器R Re e,以便实现以便实现自动移相。自动移相。nTPTP:脉冲变压器,脉冲变压器,实现触发电路与主电路的电气隔离。实现触发电路与主电路的电气隔离。恒流源恒流源5.1 单结晶体管触发电路单结晶体管触发电路 图图5-65-6单结管触发电路其它形式单结管触发电路其它形式 n n单结晶体管触发电路简单,输出功率较小,脉单结晶体管触发电路简单,输出功率较小,脉单结晶体管触发电路简单,输出功率
14、较小,脉单结晶体管触发电路简单,输出功率较小,脉冲较窄,虽加有温度补偿,但对于大范围的冲较窄,虽加有温度补偿,但对于大范围的冲较窄,虽加有温度补偿,但对于大范围的冲较窄,虽加有温度补偿,但对于大范围的温度变化时仍会出现误差,控制线性度不好。温度变化时仍会出现误差,控制线性度不好。温度变化时仍会出现误差,控制线性度不好。温度变化时仍会出现误差,控制线性度不好。参数差异较大,对于多相电路的触发时不易参数差异较大,对于多相电路的触发时不易参数差异较大,对于多相电路的触发时不易参数差异较大,对于多相电路的触发时不易一致。因此单结晶体管触发电路只用于控制一致。因此单结晶体管触发电路只用于控制一致。因此单
15、结晶体管触发电路只用于控制一致。因此单结晶体管触发电路只用于控制精度要求不高的单相晶闸管系统精度要求不高的单相晶闸管系统精度要求不高的单相晶闸管系统精度要求不高的单相晶闸管系统 。5.1 单结晶体管触发电路单结晶体管触发电路第二节第二节 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n n晶闸管的电流容量越大,要求的触发功率越大。晶闸管的电流容量越大,要求的触发功率越大。对于大中电流容量的晶闸管,为了保证其触发对于大中电流容量的晶闸管,为了保证其触发脉冲具有足够的功率,往往采用由晶体管组成脉冲具有足够的功率,往往采用由晶体管组成的触发电路。的触发电路。n n晶体管触发电路按同步电压的形式
16、不同,分为晶体管触发电路按同步电压的形式不同,分为正弦波和锯齿波两种。正弦波和锯齿波两种。n n同步电压为锯齿波的触发电路,不受电网波动同步电压为锯齿波的触发电路,不受电网波动和波形畸变的影响,移相范围宽,应用广泛。和波形畸变的影响,移相范围宽,应用广泛。5.2 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输输出出可可为为双双窄窄脉脉冲冲(适适用用于于有有两两个个晶晶闸闸管管同同时时导导通通的的电电路路),也可为单窄脉冲。也可为单窄脉冲。三三个个基基本本环环节节:脉脉冲冲的的形形成成与与放放大大、锯锯齿齿波波的的形形成成和和脉脉冲冲移移相相、同步环节同步环节。此外,还有强触发和双窄脉冲
17、形成环节。此外,还有强触发和双窄脉冲形成环节。图5-7 同步电压为锯齿波的触发电路1)脉冲形成环节脉冲形成环节V V4 4、V V5 5 脉冲形成脉冲形成V V7 7、V V8 8 脉冲放大脉冲放大控制电压控制电压u ucoco加在加在V V4 4基极上基极上图5-7 同步电压为锯齿波的触发电路脉冲前沿由脉冲前沿由V V4 4导通时刻确定,脉冲宽度与反向充电回路时间导通时刻确定,脉冲宽度与反向充电回路时间常数常数R R1111C C3 3有关。有关。电路的触发脉冲由脉冲变压器电路的触发脉冲由脉冲变压器TPTP二次侧输出,其一次绕组接二次侧输出,其一次绕组接在在V V8 8集电极电路中。集电极电
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- 晶闸管 触发 电路
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