单结晶体管触发电路

1、单相半波可控整流电路单相半波可控整流电路及单结晶体管及触发电路及单结晶体管及触发电路-单结晶体管触发电路晶闸管相控触发电路晶闸管相控触发电路晶闸管门极驱动电路也称为触发电路；晶闸管门极驱动电路也称为触发电路；晶闸管通常采用相位控制方式。晶闸管通常采用相位控制方式。一般晶闸管变流电路的控制框图一般晶闸管变流电路的控制框图晶闸管相控触发电路晶闸管相控触发电路u控制电路控制电路：综合系：综合系统信息进行处理，产统信息进行处理，产生和负载所需电压相生和负载所需电压相适应的相位控制信号。适应的相位控制信号。u同步电路同步电路：获得与：获得与交流源同步的正弦交交流源同步的正弦交流信号流信号, ,确定各元件

2、自确定各元件自然换相点和移相范围。然换相点和移相范围。u驱动电路驱动电路：移相脉冲信号进行整形处理：移相脉冲信号进行整形处理, ,产生所需的触发脉冲信号。产生所需的触发脉冲信号。u移相控制电路移相控制电路：由相位控制信号和同步信号结合，产生移相：由相位控制信号和同步信号结合，产生移相 脉冲信号。脉冲信号。同时有隔离电路：通常采用脉冲变压器，光电耦合器和光导纤维。同时有隔离电路：通常采用脉冲变压器，光电耦合器和光导纤维。一、一、 对相控触发电路的基本要求对相控触发电路的基本要求1 1. .晶闸管的门极伏安特性晶闸管的门极伏安特性D EKBC12GLFA032468GFMIAIGGFMUWPGM1

3、5GTIGTUVUG0GTIGTUABCGDIHIJ(a)(b)GDU晶闸管门极伏安特性晶闸管门极伏安特性图图(a)为门极伏安特性区域，为门极伏安特性区域，0D为低阻特性，为低阻特性，0G为高阻特性。图为高阻特性。图(b)为图为图(a)中中0ABC0的放的放大图形。大图形。0HIJ0区域为区域为不触发区不触发区：当晶闸管门极：当晶闸管门极施加的触发电压，电流在该范围内时，施加的触发电压，电流在该范围内时，任何合格的晶闸管元件都不会被触发，任何合格的晶闸管元件都不会被触发，从而确定了晶闸管的抗干扰性能。从而确定了晶闸管的抗干扰性能。ABCJIHA区域为区域为不可靠触发区不可靠触发区：当晶：当晶闸

4、管门极施加的触发电压，电流在该闸管门极施加的触发电压，电流在该区域时，有的晶闸管可以触发开通，区域时，有的晶闸管可以触发开通，有的则不能触发开通。因此，触发电有的则不能触发开通。因此，触发电路产生的触发信号也不应该落在该区路产生的触发信号也不应该落在该区域中。域中。D EKBC12GLFA032468GFMIAIGGFMUWPGM15GTIGTUVUG0GTIGTUABCGDIHIJ(a)(b)GDU晶闸管门极伏安特性晶闸管门极伏安特性ADEFGCBA区域为区域为可靠触发区可靠触发区：当晶：当晶闸管门极施加的触发电压，电流在该范闸管门极施加的触发电压，电流在该范围时，所有合格元件均能可靠触发开

5、通，围时，所有合格元件均能可靠触发开通，则可以保证合格元件的通用性。则可以保证合格元件的通用性。GTI ：指在规定的环境温度和阳极与阴极间加一定正向电压的条件下，使晶闸管从阻断状态到导通状态所需要的最小门极直流电流。一般为几十到门极触发电流几百毫安。1 5GTVUV：指与门极触发电流相对应的门极直流电压门极触发电压，一般为2 2. .对相控触发电路的基本要求对相控触发电路的基本要求(1)触发电路的触发信号必须在晶闸管门极伏安特性的触发电路的触发信号必须在晶闸管门极伏安特性的可靠触发区可靠触发区。 同时要求脉冲功率不超过允许瞬时最大功率限制线和平均功率限制线。同时要求脉冲功率不超过允许瞬时最大功

6、率限制线和平均功率限制线。(2)触发脉冲应具有触发脉冲应具有一定的宽度和幅度一定的宽度和幅度，触发脉冲消失前，阳极电流应能，触发脉冲消失前，阳极电流应能上升至擎住电流，保证晶闸管可靠开通。上升至擎住电流，保证晶闸管可靠开通。620 50;1001ssssms通常晶闸管开通时间需要以上，应有足够的裕量。在实际应用中，电阻性负载脉冲宽度应有电感性负载脉冲宽度最好不小于，一般取。触发脉冲的前沿要尽可能陡。(3)触发脉冲应触发脉冲应满足晶闸管电路的工作要求满足晶闸管电路的工作要求。左右。列的频率脉冲或双窄脉冲，脉冲也可以用脉冲列组成宽的宽脉冲或双窄脉冲，大于电路，应采用脉冲宽度对于三相桥式全控变流KH

7、z7600应采用强触发脉冲。管的高电压装置，流变流装置及串联晶闸对于并联晶闸管的大电 常见的触发脉冲电压波形常见的触发脉冲电压波形 附：晶闸管相控触发电路附：晶闸管相控触发电路对于并联晶闸管的大电流变流装置及串对于并联晶闸管的大电流变流装置及串联晶闸管的高电压装置，应采用强触发联晶闸管的高电压装置，应采用强触发脉冲。脉冲。采用强触发脉冲的目的是：采用强触发脉冲的目的是：缩小晶闸管管间开通时间的差异，有利于动态缩小晶闸管管间开通时间的差异，有利于动态均流和均压。均流和均压。12351 1.51GMGtttIIAAAs为前沿时间； 为强脉冲宽度； 为脉冲持续时间；为强触发脉冲幅值，是触发电流 的

8、倍左右。大容量晶闸管门极触发电流要求脉冲峰值在以上，前沿的电流上升率大于(4)触发脉冲与主电路触发脉冲与主电路电源电压必须同步电源电压必须同步，并保持与工作状态相适应的相，并保持与工作状态相适应的相 位关系。位关系。(5)触发电路应保证变流电路各元件触发电路应保证变流电路各元件触发脉冲的对称性触发脉冲的对称性。(6)相控触发电路应采有良好的相控触发电路应采有良好的抗干扰性能抗干扰性能和和温度稳定性温度稳定性以及主电路的以及主电路的电电气隔离气隔离。采取。采取电磁兼容电磁兼容技术措施和技术措施和冷却冷却措施。措施。二、二、 单结晶体管移相触发电路单结晶体管移相触发电路单结晶体管移相触发电路是一种

9、较简单的触发电路，采用延时移单结晶体管移相触发电路是一种较简单的触发电路，采用延时移相方法，主要用于小功率单相或三相半波晶闸管整流装置。相方法，主要用于小功率单相或三相半波晶闸管整流装置。1 1. .单结晶体管单结晶体管单结晶体管图形符号和单结晶体管图形符号和等效电路等效电路，常称为双基极二极管一个发射极和两个基极：单结晶体管有三个电极1211bbbVDRRVDbR在等效电路中：当截止时，和为定值；当导通并经 形成电流通路时，受发射极影响，是变化的。为硅片本身电阻21bbbbRRR（1 1）. .结构结构( (2 2) ). .单结晶管工作原理单结晶管工作原理伏安特性伏安特性a)单结晶体管测试

10、电路单结晶体管测试电路 b)单结晶体管测试等效电路单结晶体管测试等效电路 c)单结晶体管伏安特性单结晶体管伏安特性 112bbbRRR开通时大于开通时大于UP 关断时关断时Ie小于小于IV 2 2. .单结晶体管弛张振荡电路单结晶体管弛张振荡电路单结晶体管弛张振荡电路及波形单结晶体管弛张振荡电路及波形的端电压为零。断开时，电容CS21,eCSUb bVDURCu闭合时，电源加于两极间，决定了单结晶体管的伏安特性。截止，电源经给电容 充电，基本按指数规律上升。( (1 1) ). .电路结构电路结构( (2 2) ). .工作原理工作原理b.a.单结晶体管弛张振荡电路及波形单结晶体管弛张振荡电路

11、及波形11122,CPbCeebeCeREuUVDCRRuIRIUbIICiURi当时，导通， 通过放电。不突变， 突然增大，此时，电阻 上流过的电流包括发射极电流 和电源经形成的电流。其中 由电容 放单结晶体电电流和电源经供给管将越过负阻的电流合成，前者区进入饱和区。是主要成分。c.单结晶体管弛张振荡电路及波形单结晶体管弛张振荡电路及波形CeeViIIIC单结晶体管越过负阻区，进入截 随着 的衰减， 下降，当 下降到谷点电流 时，。电容 将再次充电，重复上述过程，形成振止区荡工作状态。1oRu 单结晶体管导通期间，在 上形成输出脉冲电压 。因为充电回路时间常数远大于放电回路时间常数，放电过程

12、很快。单结晶体管弛张振荡电路及波形单结晶体管弛张振荡电路及波形eCR该电路产生振荡的条件是：在充电过程中，电容 充电电压可达到峰点电压；在放电过程中，发射极电流可低于谷点电流。该条件主要靠合理选择来实现。eVPePVRUUUURII满足振荡条件的取值为：、组成和特点、组成和特点 单结晶体管触发电路及波形单结晶体管触发电路及波形 由单结晶体管构成的由单结晶体管构成的触发电路具有简单、可靠、触发电路具有简单、可靠、抗干扰能力强、温度补偿抗干扰能力强、温度补偿性能好，脉冲前沿陡等优性能好，脉冲前沿陡等优点，在小容量的晶闸管装点，在小容量的晶闸管装置中得到了广泛应用。置中得到了广泛应用。 由自激振荡、

13、同步电由自激振荡、同步电源、移相、脉冲形成等源、移相、脉冲形成等部分组成。部分组成。 组成：组成：特点：特点：三、单结晶体管触发电路三、单结晶体管触发电路 2、同步电源、同步电源 单结晶体管触发电路及波形单结晶体管触发电路及波形 工作原理：工作原理： 同步电压由变压器同步电压由变压器TBTB获获得，而同步变压器与主电路得，而同步变压器与主电路接至同一电源，故同步电压接至同一电源，故同步电压与主电压同相位、同频率。与主电压同相位、同频率。 同步电压经桥式整流、同步电压经桥式整流、稳压管稳压管D DZ Z削波为梯形波削波为梯形波u uDZDZ，而削波后的最大值而削波后的最大值U UDZDZ既是既是

14、同步信号，又是触发电路同步信号，又是触发电路电源。电源。单结晶体管触发电路及波形单结晶体管触发电路及波形 当当u uDZDZ过零时，电容过零时，电容C C经经e-be-b1 1、R R1 1迅速放电到零电压。这就迅速放电到零电压。这就是说，每半周开始，电容是说，每半周开始，电容C C都都从零开始充电。进而保证每从零开始充电。进而保证每周期触发电路送出第一个脉周期触发电路送出第一个脉冲距离过零的时刻（即控制冲距离过零的时刻（即控制角角）一致，实现了同步。）一致，实现了同步。单结晶体管触发电路及波形单结晶体管触发电路及波形 当当R Re e增大时，单结晶增大时，单结晶体管发射极充电到峰点电体管发射极充电到峰点电压压U Up p的时间增大，第一个的时间增大，第一个脉冲出现的时刻推迟，即脉冲出现的时刻推