晶闸管的门极触发电路原理

作者:365竞猜 发布时间:2020-10-14 16:32

  中,晶闸管门极触发电路的作用通常是根据直流控制电压的大小决定触发角a的大小,从而起到调节整流输出电压的作用。因为不同的触发角对应于不同的电源电压的相位,改变触发角即是移动触发脉冲所对应的相位,因此晶闸管的门极触发电路通常都是通过移相的方法来实现的。

  在晶闸管移相触发电路中,一般都把同步电压与直流控制电压叠加起来,用改变直流控制电压的大小来改变触发电路翻转的时刻,即触发脉冲的输出时刻,以达到移相的目的,这种移相方法称为垂直移相。采用垂直移相时,其信号叠加的方法可以分为串联与并联两种,如图1(a)(b)所示。

  串联垂直移相方法是将各信号的电压通过串联方式综合,从而作为晶体管的基极控制信号。当串联信号电压过零时,晶体管状态翻转,这一瞬间就是产生触发,产的时刻。因此触发时刻由同步信号与控制电压的交点决定,当控制电压垂直移动时,交点所对应的相位在水平变化,达到移相的目的。如图1(c)所示。

  在串联移相方法中,各输入信号相互影响较小,但要求各信号源的内阻要小,且各信号源必须是独立的,不能有公共接地点,因此实现起来比较麻烦。

  并联垂直移相方法是对各信号的电流进行综合,实现比较方便。但为了在调整时互不影响,信号源必须具有较大的内阻,因此要求输入信号有一定功率,以保证综合后的精度。目前应用较普遍的是并联移相方式。

  图2是常用的同步电压为正弦波的移相触发电路,一个周期能发出一个脉冲,适用于三相全控桥式电路,或用于大电感负载时的可控整流电路。

  上图所示的同步电压为正弦波的触发移相电路共由四个环节组成:同步移相环节、脉冲形成环节、功率放大环节、脉冲输出环节。

  同步移相环节的作用是使触发脉冲与主电路中各晶闸管的阳极电压建立一定的相位关系。通过同步电压与直流控制电压的交点的改变决定不同的触发脉冲起始时刻。在同步信号的选择中,应使控制电压为零时,主电路整流输出电压也应为零。另外在本电路的同步电压输入处,必须加入RC滤波器,以减少电网电压畸变对移相功能的影响。

  脉冲形成环节的作用是在决定了触发脉冲的起始时刻后,由单稳电路产生一定宽度的触发脉冲,并为下一次的触发作好准备。

  功率放大环节是对前面产生的具有一定宽度的触发脉冲进行电流放大,以满足触发电路的要求。另外,为了使主电路与控制电路相互隔离,在脉冲输出环节中设置了隔离变压器。

  同步信号为正弦波的触发电路的主要缺点是受电网波动和畸变的影响较大,移相为非线所示的同步电压为锯齿波的移相触发电路可以避免上述缺点,该电路的特点是以电容充放电所形成的锯齿波作为同步信号,它产生带有强触发的双脉冲,适用于三相全控桥式整流电路。

  锯齿波同步触发电路共包括五个环节,分别为:锯齿波形成环节、脉冲移相环节、脉冲形成及放大环节、强触发脉冲形成环节、双脉冲形成环节。

  锯齿波形成环节是通过一个恒流源电路对电容进行恒流充电,从而形成锯齿波同步信号的上升沿,其下降沿是电容通过一小电阻放电而形成的。锯齿波的宽度由电路参数决定,其频率则与电源电压频率相同。

  脉冲移相环节是将锯齿波同步电压、偏移电压及控制电压进行叠加,其过零点决定触发脉冲的起始时刻。若偏移电压不变时,改变直流控制电压可以使脉冲移相。在这里加入偏移电压的目的,是使控制电压为零时主电路的整流输出电压为零。

  脉冲形成与放大环节的作用与正弦波触发电路基本相同。强触发脉冲形成环节是通过一个单独的交流电源整流后,得到50V的直流电压,在触发脉冲的起始时刻该电压通过脉冲变压器加到晶闸管的门极上,从而形成强触发脉冲。触发电路各点电压波形如图4所示。

  双脉冲产生环节是根据三相全控桥式整流电路的特殊要求,触发电路输出两个间隔为60°的双脉冲。产生双脉冲的方法有两种,一种是外双脉冲方法,另一种是内双脉冲方法。在此触发电路中采用的是内双脉冲的方法,即每个触发单元一个周期内产生两个间隔为60°的双脉冲,只供给一个桥臂的晶闸管,这种电路虽然比较复杂,但输出功率可以减少。

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