第三章晶闸管的触发电路

1、第三章晶闸管的触发电路学习目标1. 能根据晶闸管主电路的特点选择合适的触发 电路，并能进行正确地连接与调试。2. 熟悉几种常用触发电路的组成和工作原理。能用示波器测试触发电路关键点的波形，根 据现象能够排除触发电路的故障。电力电子技术电力电子技术常见的触发脉冲电压波形3-1常见的触发脉冲电压波形R正弦波b）尖脉冲c）方脉冲d）强触发脉冲70、90。一*I l-3kHz |e)e)脉冲列电力电子技术电力电子技术第_节单结晶体管触发电路电力电子技术电力电子技术、单结晶体管发射极N型硅b2b2第二基极欧姆接触 陶瓷/bi第一基极a)VD6bb)c)6 bd)电力电子技术电力电子技术图3-2单结晶体管

2、d）外形及管脚R结构示意b）等效电路c）图形符号用万用表来判别单结晶体管的好坏：选择斤X lk电阻挡进行测量，若某个电 极与另外两个电极的正向电阻小于反向电阻，则该电极为发射极e,接着测量另 外两个电极的正反向电阻值应该相等。单结晶体管的伏安特性02ebib20UbbRrpUcbia)f二、单结晶体管自激振荡电路RenC ZZ|/?2 b2【图3-4所示。03-4单结晶体管自激振荡电路及波形利用单结晶体管的负阻特性和应电路的充放电特性，可 以组成单结舌满足电路振荡的傀的取值范围为为了防止心取值过小电路不能振荡，一般取一固定电阻厂 与另一可调电阻心串联，以调整到满足振荡条件的合适频率。 若忽略电

3、容C放电时间，电路的自激振荡频率近似为电力电子技术具有同步环节的单结晶体管触发电路cotcotb)图3-5单结晶体管同步触发电路电力电子技术图3-5是加了同步环节的单结晶体管触发电路，主电 路为单相半波整流电路。要求图中VT在每个周期内以同 样的触发延迟角a被触发导通，即触发脉冲必须在电源电ea压每次过零后滞后a角出现。为了使触发脉冲与电源电压 的相位配合需要同步，我们采用一个同步变压器，它的 一次侧接主电路电源，二次侧经二极管半波整流、稳压 削波后得梯形波，作为触发电路电源，也作为同步信号。 当主电路电压过零时，触发电路的同步电压也过零，单 结晶体管的仏电压也降为零，使电容皈电到零，保证了

4、下一个周期电容炭零开始充电，起到了同步作用。从图 3-5b可以看出，每周期中电容曲充放电不止一次，晶闸 管由第一个脉冲触发导通，后面的脉冲不起作用。改变尺 的大小，可改变电容充电速度，也就改变了第一个脉冲 出现的角度，达到调节a角的目的。实际应用中，常用晶体管V代替可调电阻器心，以便实 现自动移相，同时脉冲的输出一般通过脉冲变压器TP,以 实现触发电路与主电路的电气隔离，如图3-6所示。图3-6带输出脉冲变压器的单结晶体管触发电路第二节 同步电压为锯齿波的触发电路、锯齿波同步触发电路组成图3-7为锯齿波同步触发电路，该电路由以下 成及脉冲移相环节。脉冲形成、放大和输出环 节。双脉冲形成环节。强

5、触发环节。五个基本环节组成：同步环节。锯齿波形电力电子技术+ 15VRV92S箒VDivd2V2VD|i VD220VR9 |+C6也15 W (V5强触发电源VD10七 +15Vvd9凤GTVD3立V6vd4尺9心0门4 7VDUc（控制电圧）_5RP2（IO）XY -15V 接封锁信号 （去前相） （来自后相） 锯齿波形成.同步移相控制环节_-脉冲形成、整形放大、输出环节图3-7同步电压为锯齿波的触发电路电力电子技术各各点电压波形三、双脉冲形成环节对于三相全控桥电路，电源三相U、V、W为正相序6只晶闸管的触发顺序为VTVTVT3-VT4-VTs-VT6彼此间隔60 ,为了得到双 脉冲，6块

6、触发板的X、Y可按图39所示方式连接，即后 相的X端与前相的Y端相连。pgi 血ICF2CF3CF4CF5CF6CFX |y|x 1YY|x Iy |x 1图3-9实现双脉冲连接的示意图第三节集成触发电路、KC04、KC41C组成的三相集成触发电路如图3-10所示，由三块KC04与一块KC41C外加少 量分立元器件，可以组成三相全控桥的集成触发电 路，它比分立元器件电路要简单得多。电力电子技术电力电子技术3DK6 島rzs r齐 o68kCo 十nKC04uA51 41 f31KC41C1121U3JL2JW65T2a14亠同步过零 和极性检一测电路同步过零 和极件检一测电路同步过零和极性检测

7、电路锯齿波形成电路锯齿波形成电路抗干扰锁宦电路脉冲形成电路脉冲分配及驱动电路12II10987锯齿減形成电路15 o图3-13 MC787和MC788内部电路的结构框图集成块由同步过零电路和极性检测电路、锯齿波形成电路、比较电路、抗干扰锁定电路、 调制脉冲发生器、脉冲形成电路、脉冲分配及 驱动电路组成。电路采用单电源供电，同步电压的零点设计在1/2电源 电压处。三相同步电压信号经T形网络进入过零检测和极性判别电路，检测出零点和极性后，在锯齿波形成电路的G、锯齿波。锯齿波形成电路由于采用集中式恒流： 相对误差很小，具有 良好的线性度和一致性。因此要求选取的积分电容的相对误差也应较小。锯齿波在比较

8、器中与移相电压比较取得交点，移相电压由脚4通过电位 器调节或由外电路控制得到。移相电压为正极性，当移相电压增加时， 输出触发延迟角增大。移相电压的调整范围可按积分电容的大小，在0 15V间选取。表3-2 MC787和旳的极限参数和推荐的工作条件摄丈绝对额定佰推荐工作条件电源电压Cno0.518电源电压阳0818V输入电压抵同步输入电压环g工作温度_4085弋控制端输入电压杲犬功耗300 mW同步信号频率/IO-IOOOHi存储温度一65 15(TC杲佳工作温度T25B5 乜电力电子技术用MC787和MC788组成的三相触发电路原理图使用时应注意的几个问题1）同步电压的零点取在1/2电源电压处，

9、所以，同步 信号的“地”若与电路共地，电路的同步信号输入端需用 电阻进行1/2分压，然后将同步信号用电容耦合到输入端; 1 / 2分压精度将影响同步信号的零点，应选用相对误差小 于2%的电阻。此外同步信号的峰值不应超过电源电压数值。2）电容的相对误差应小于5%,当频率为50Hz时，电容可取0.15P F左右，当频率较高时，为保证电容积分幅值，电容应减小o3）电路的半控/全控控制端，使用时不要悬空。4）MC787 / MC788可方便地用于普通晶闸管、双向晶闸管、 门极关断晶闸管、非对称晶闸管的电力电子设备中作移相 触发脉冲形成电路。改变冬 它还可用于GTR、电力MOSFET、 IGBT或MCT

10、的电力电子设备申。第四节数字触发电路II图3-15微机控制数字触发系统框图一、系统工作原理MCS-51系列8031单片机内部有两个16位可编 程定时器计数器T。、，若将其设置为定时器方式 1,即16位对机器周期进行计数。首先将初值装入 TL（低8位）及TH（高8位），启动定时器即开始从初值加1计数，当计数值溢出时，向CPU发出中断申 请，CPU响应后执行相应的中断程序。在中断程序 中让单片机发出触发信号，因此改变计数器的初 值，就可改变定时长短。电力电子技术电力电子技术uV wVT| VT3 VT5vt4 Vh vt2图3-16三相全控桥电路及触发脉冲同步电压信号 llNTo“10启动叱杠0计

11、頑发6、1号触发脉冲 2启动Ti| T计両发1、2号触发脉冲 (3，启动Tm计両发2、3号触发脉冲 血一 |,启动T1计苗 发3、4号触发脉冲 /5中,启动T卄1计两发4、5号触发脉冲 心一启动*|廿计时到发5、6号触发脉冲图3-17输出脉冲程序流程图电力电子技术电路工作时，设d为触发延迟角，即第一对脉 冲距离同步参考点的电角度，后面每隔60发一 对脉冲，共发6对。各脉冲位置与时间关系如图3- 16b所示，设扌方nFal+SD 方60式中g勺对应的时间；n触发脉冲序号，n =1、2、3、4、5、6 tn第於脉冲对应的时间； 方6060所对应的时间。电力电子技术微机触发系统的硬件设置图3-18系

12、统硬件配置框图电力电子技术第五节 触发电路与主电路电压的同步所谓同步，是指把一个与主电路晶闸管所 受电源电压保持合适相位关系的电压提供给触 发电路，使得触发脉冲的相位出现在被触发晶 闸管承受正向电压的区间，确保主电路各晶闸 管在每一个周期中按相同的顺序和触发延迟角 被触发导通。我们将提供给触发电路合适相位 的电压称为同步信号电压，正确选择同步信号 电压与晶闸管主电压的相位关系称为同步或定 相。、实现同步的方法触发电路要与主电路电压取得同步，首先 二者应由同一电网供电，保证电源频率一致； 其次要根据主电路的型式选择合适的触发电路; 最后依据整流变压器的联结组标号、主电路 线路型式、负载性质确定触

13、发电路的同步电压, 并通过同步变压器的正确连接加以实现O由于同步变压器二次电压要分别接到各单元触发电路，而一套主电路的各单元触发装置 一般有公共“接地”端点，所以，同步变压器 的二次只能是星形联结。二、定相举例例三相桥式全控电路如图3-19a所示，直流电动 机负载，要求可逆运行，整流变压器TR为D, yl联结 组标号，采用图3-7所示锯齿波触发电路。锯齿波的齿 宽为240。,考虑锯齿波起始段的非线性，故留出60 余量。电路要求的移相范围是30150。试按简化 相量图的方法来确定同步变压器的联结组标号及变压 器绕组联结方法。解 选择以某一只晶闸管的同步定相为例（如以VT 管），其余五管可根据相位关系依次确定。具体步骤 如下：1. 确定管的同步电压与主电路电压的相位关系2. 确定同步变压器的联结组标号确定同步电压与各触发电路的连线电力电子技术/D.yn7TSwsVs(-u)Oyn】a)Usu/-1CF 3CF-5CE6CF 二O移相E50cot（同步信号电压）sia)t本章小结I |=H晶闸管的导通控制信号由触发电路提供，触发电路的 类型按组成器件分为：单结晶