相控整流晶闸管触发脉冲形成电路

1、电传动控制课程设计 相控整流晶闸管触发脉冲形成电路 姓名：魏远乐 学号：08292046 班级：电气0810班 指导老师：关宇老师相控整流晶闸管触发脉冲形成电路 08292046 魏远乐 电气0810班设计要求：l 对应05V的直流给定值，使输出脉冲在网压的接近180°0°之间可调l 采用交直移相电路l 脉冲宽度为1.5ms设计思路： 首先利用RC移相电路，将正弦信号转换成余弦信号。由于给定的直流电压是05V，所以需要将余弦波形加上一个直流电压，使输出脉冲在接近180°0°之间可调。再利用555的单稳态触发特性，将输出脉冲的时间宽度调为1.5ms。各部分

2、设计方案和工作原理1、RC移相电路：把正弦转换成余弦，即需把正弦超前90度，输出就是余弦波形，故需要超前移相电路，如下图：分析：如图1，电阻和电容串联，由于电容两端电压的相位落后于电流的相位为/2，而电阻两端电压和流过电阻的电流同相，可以算出输出电压Uo与输入电压Ui间的相位差。=arctanUcUR=acrtanIXCIR=arctanXCR=arctan1WCR当选择合适的W、R、C时，使得 -90°。2、LM339N比较器芯片介绍：工作电源电压范围宽，单电源、双电源均可工作，单电源： 236V，双电源：±1±18V；消耗电流小， Icc=1.3mA；输入失调

3、电压小， VIO=±2mV；共模输入电压范围宽， Vic=0Vcc-1.5V；输出与TTL，DTL，MOS，CMOS 等兼容；输出可以用开路集电极连接“或”门；采用双列直插14 脚塑料封装（DIP14）和微形的双列14 脚塑料封装（SOP14）比较器的重要应用图分析结论：当V+>V-时，V0=0，当V+<V-时，V0=VCC.3、555单稳态触发器脉冲触发式单稳态电路如图所示。电路中把输大端TH和放电端DIS同时接在定时电容C上，这样做的目的是使电容C具有自动快速放电的功能。另外用触发输入端而作为脉冲输入启动端，平时要求接寄电平，输入负脉冲时才能使电路触发启动。电源接通后

4、，因为Ui平时为高电平，它的输入端TR(S)为局电平，即S=1。它的输出端被置为0，即Uo=0。此时，内部电路的放电开关接通，DIS端接地，定时电容C上的电压为零，TH(R)输大端也为零，即R=O。因此它的输出一直保持低电平，即Uo=0。这就是单稳电路的稳态。 单稳态电路波形图脉冲触发式单稳态电路 当在触发输大端TR输大一个负脉冲时，而且脉冲的幅度低于1/3VCC时，则S=O，使电路的输出端发生翻转，Uo由低电平转变为高电平，即Uo=1。与此同时，电路内部的放电开关被打开，电源通过RT向CT充电，暂稳态开始。经过一段时间tw之后，C上的充电电压上升到大于2/3Vcc。时，它的TH输大端达到高电

5、平，即R=1，于是电路又重新翻转回原来的稳态，即Uo=0。 这时内部放电开关重新接通，C上的电荷快速放电到零，为下次触发翻转做好准备。tw为暂稳态时间，可由下式求出:tw=1.1RCMultisim仿真部分参数选择：移相电路中，为了得到u=2.5coswt，取R=9K,C=0.1uF. f=50HZ. =arctan12*50*10-7*9*103,-90°.单稳态触发电路中，为了使tw=1.5ms，R=1.4K，C=1uF.1、 整个电路的仿真仿真结果移相电路+脉冲调制仿真结果555产生单稳态触发仿真结果：实验室电路连接实际电路连接 实际的示波器波形：实际电路参数：移相电路： C1

6、=0.1uF, R1=10K.LM339比较电路： R2=2K555单稳态触发电路： R3=26K, R5=2k, C4=0.1uF, C2=0.1uF, C3=0.01uF 心得体会：通过此次的电传动课程设计，使我更加扎实地掌握数电、模电方面的知识，同时，我想，也正因为在此设计过程中遇到的不少问题，才使得我在实践中不断地提高。电路设计过程：由于原先刚看到课题，以为是利用电力牵引中学到的那些理论来构建电路，所以，就盲目地开始分析和设计电路，甚至已经开始了仿真阶段。到后来领元器件时，得到了老师的指导后，才发现，原来用一种最简单的电路，也就是利用模电数电知识就可以产生实验所要求的1.5ms脉冲。（

7、老师降低了实验要求，不要求产生标准的6G机车的脉冲信号，只要是1.5ms的脉冲即可）。所以开始了重新的搜集资料和自己设计电路图，进而进入仿真阶段。仿真过程：（1） 在仿真过程中，最大的困难的莫过于元器件和参数的选择。但只要了解了电路的原理和实验的要求后，即可通过每段电路的参数和公式推导，从而确定元器件的参数选择，首先能够在仿真阶段顺利地产生实验所要求的1.5ms脉冲，证明了设计电路在理论上的可行性，为实际的电路连接确定了理论基础。我看到有的同学，根本没经过仿真就进了实验室，我真搞不懂，他们凭什么认为他们可以成功呢，还是说，他们知道会有人仿真，会有人都电路图，会有人做出结果，所以他们可以很放心地

8、走进实验室，等待“第一个结果”的诞生。（2） 仿真过程，我碰到的问题是移相电路中电阻和电容参数的确定，为了得到一个比较理想的余弦波，不仅要波形是余弦，另外幅值还得刚好满足实验的要求。另外一个就是555单稳态触发电路，刚开始我忘记了555单稳态触发的输入时下降沿触发，所以导致输出的脉冲的相位与我想象中的不一样，后来我将LM339比较器的两端输入调换之后，终于可以得到想要的不同相位脉冲，而且仿真结果很是理想，相当完美！实验室电路连接（1） 问题1、首先，我按我仿真的原件参数进行电路连接，就发现，仿真的电路在实际电路连接过程中，根本不能产生想象中的波形，甚至与第一步移相都不能得到理想的余弦波形，后面

9、的比较器和单稳态触发也都遇到了相同的问题，实际连接和仿真电路根本就就不一致，无法达到实验的要求，需要不断的改变电阻电容，直到产生想象中的波形为止。（2） 问题2、客观的硬件条件也给我们的实际电路连接造成很大的困难。很多的原件标识参数和实际不符，很多的原件已经被损坏，这些还可以通过检查发现问题，但最悲哀的是，当你的面包板出现问题时，你只能选择很无奈。而我就是这么不幸，同样的电路连接，但是在不同的地方，就会出现不同的结果。（3） 问题3，示波器的使用。仿佛每次实验或是课设，我们电气人都离不开一个工具，那就是示波器，仿佛每一次报告，我都会说，“通过这次*，让我更加熟悉对示波器的使用”。没办法，真的是

10、如此，我现在觉得能熟悉地使用示波器的人，佩服啊！这次实验中要求产生的是1.5ms的脉冲，所以要求能把输出波形给定住，才测出是1.5ms的时间间距，每一次调节，都费很大的劲才能成功。实属不易呀！最后，来说说个人心里的体会。如果单论这次课设的实验电路，我想对一个大三的学生来说，这可能是最简单的一个电路了。简单的就三个部分，移相、比较器、单稳，仅此而已。以至于仿真之后，在进入实验室之前，我对自己相当的胸有成竹，甚至我都已经把实验报告写完了，准备一天之内，把电路连接完后直接下午就把实验报告交了。谁能想到呢？第一次好不容易调出来波形时，居然不是方波，原理方法都对了，可以移相，调相位，可就是波形不像，不是

11、方波。我原来还以为是实验器件决定了我只能做到这一步，所以我就着急要求老师把我的实验给验收了。知道后来，当知道有同学用我的仿真电路图，不同的参数，产生了标准波形之后，我才意识到不是不可以，是我太没耐心了，心里太在意结果想第一个做出来，太着急了没有多试几个不一样的参数。于是我又重新向老师拿回了电路板。那天晚上，我就到409，重新换了参数，连好了电路，检测输出波形，事实证明，我的电路真的可以产生很标准的脉冲波形，我真的太着急了。我还是太着急了当我第二次再给老师看我的实验想象时 ，发现触发角（也就是脉冲相位）调节范围太小了。一心只想能输出方波就是成功，却忘记了实验的另外要求。像老师说的，给你第二次机会，不是要你补充之前的不足，将两个相加之后才能一个作品。第二次就得要一个完美的实验作品，这才是第二次实验的意义。这次课设可能是大学中最难忘的一次（至少到目前为止）。我承认，我太在意这次课设的成绩，一心想着能保研，分数对我很重要，所以一心想要在老师面前表现自己。