论晶闸管的触发电路

1、论晶闸管的触发电路中电投霍林河煤电铝业摘要：本文介绍了晶闸管电路的基本要求及触发方式，简述了触发脉冲与主电路电压同步的方法。：晶闸管移相过零功率宽度同步触发电路是晶闸管装置的重要组成部分，正确设计、选择和使用触发电路，可以充分发挥晶闸管及其装置的潜力，保证安全可靠运行。根据控制晶闸管的通断状态可分为移相触发和过零触发两大类。移相触发是指通过改变控制角的大小，达到改变输出电压、功率的目的；过零触发是指在设定的时间间隔内，通过改变导通的数来实现对电压或功率的控制。在分立件触发电路的基础上，又研制成功并生产了集成触发器和数字触发器，用于各种移相触发、过零触发、双脉冲形成以及脉冲列调制等场合，具有体积

2、小、功耗低、调试方便、性能稳定可靠等优点。晶闸管的触发信号可以用交流正半周的一部分，也可用直流，还可用短暂的正脉冲。为了减少门极损耗，确保触发时刻的准确性，触发信号常采用脉冲形式。晶闸管对触发电路的基本要求有如下几条：一、触发信号的功率要求触发信号应具有足够的功率。由于同一型号元件门极伏安特性的分散性大，并且即使是同一元件，由于使用的环境温度不同，其门极的触发电流和触发电压的值也不同，一般在100高温时其值比室温时要低23倍，在-40低温时比室温时要高23倍。因此，为使所有合格元件在各种可能的工作条件下都能可靠的触发，触发电路送出的触发电流和触发电压必须大于元件规定的门极电流和电压的最大值，并

3、应留有足够余量。使触发电路送出的触发电流、电压和功率都应处于晶闸管门极伏安特性的可靠触发区。二、触发脉冲的宽度要求触发脉冲必须具有一定宽度。由于晶闸管的用途不同、负载的性质不同，因此对脉冲宽度的要求也不同。如在整流电路中，大电感负载要求脉冲宽度不小于100us,一般可达1ms；对三相全控桥整流电路，要求脉冲宽度要大于60或双脉冲；对大功率管，为了快速可靠触发，要求采用强触发脉冲，其幅值可达最大触发电流的5倍，前沿陡度要大，脉冲上升速度大于0.5A/us。三、触发脉冲的同步要求触发脉冲必须与晶闸管阳极电压同步，冲移相范围必须满足电路要求。所谓同步是指触发信号与电源保持固定的相位关系。在可控整流、

4、有源逆变和交流调压电路中，使晶闸管在每个周期都在相同的控制角导通。同时为了使电路能在给定的范围内工作，必须保证触发脉冲能在相应的范围内移相。如三相半波电路带电阻负载，移相范围0150；带大电感负载，整流时，移相范围为090，用于可逆电路时，移相范围为0180；三相全控桥电路，电阻负载，移相范围为0120；可逆电路，移相范围为180。四、防止干扰与误触发晶闸管的误导通往往是由于干扰信号进入门极电路而引起，因此需要对触发电路采取以下措施：层可靠接“地”。1、门极电路采用金属线并将2、控制线与大电流线分开走线，触发控制部分用金属外壳单独屏蔽，脉冲变压器尽量靠近晶闸管门极，装置的接零与接地分开。3、在

5、晶闸管门阴极并接0.010.1uf的小电容可有效吸收高频干扰，要求高的场合可在门阴极设置反向偏压。4、 采用触发电流大即不灵敏的晶闸管，而触发信号为大信号强触发。单结晶体管触发电路是通过改变控制角的大小，达到移相的目的，它是由同步电源、移相和脉冲形成三部分组成。1、同步电源同步电压由同步变压器获得，它与主电路接到同一电源上。由同步变压器、整流桥及稳压管组成同步电路。经过稳压管削波以后的电压，既是同步信号又是触发器的电源。每当削波信号电压过零时，单结晶体管的电压也为零，发射极与基极之间导通，电容器迅速放电，使电容每次都能从零开始充电，从而保证每周期触发电路送出的第一只脉冲过零点的时刻一致，获得与

6、主电路的同步。2、移相控制只要改变电路中充电电阻大小，就可以改变电容电压上升到峰点电压的时间。当充电电阻增大时，单结晶体管达到峰点电压的时间增大，则第一个脉冲出现的时刻推迟，即控制角增大；反之，则控制角减小，达到移相的目的。为保证移相范围，一般要求同步电源电压在6070V，削波电压在1520V。3、脉冲形成利用单结晶体管的负阻特性与RC电路的充放电特性组成的自激振荡电路，可以产生频率可调的脉冲。削波后的电压通过充电电阻对电容充电，当电容电压达到峰点电压时，单结晶体管导通，电容通过输入电阻放电；当电容电压小于谷点电压时，管子由导通转为截止，接着电源又重新对电容充电；重复上述过程，在电容上会形成锯

7、齿波振荡电压，于是在输入电阻上得到一系列前沿很陡的尖脉冲。过零触发是通过改变在一定时间内导通的数，来改变晶闸管输出的平均电压和功率。按输出电压的波形可分为半波和全波两类；按一定时间间隔内输出数的方式可分为连续和间隔两类。过零触发电路是在移相触发电路的基础上发展起来的，它可以克服由于换相角引起电源电压波形畸变带来的高频干扰。过零触发电路由锯齿波发生器、信号综合、直流开关、同步电压形成和过零触发脉冲输出等环节组成。分立件触发电路存在控制精度差、可靠性低、维修的缺点，但自从集成触发电路问世以后，不仅大大减少了元器件的数量，简化了电路及其设计计算，而且调试容易，使用方便，提高了可靠性。尤其由集成触发器

8、制成的触发单元，其元件少、调试方便、体积小，在性能上具有移相范围宽、移相线性好、温漂小、可靠性高、相位不均衡度小等优点。目前KJ系列产品可用于各种移相触发、过零触发、双脉冲形成以及脉冲列调制等场合。触发脉冲与主电路电压的同步。由晶闸管的导通条件可知，触发脉冲必须在管子阳极电压为正时的某一区间内出现，晶闸管才能被触发导通。而在常用的触发电路中，送出脉冲的时刻是由接到触发电路不同相位的同步电压来定位的，由控制电压与偏移电压的大小来决定移相范围。因此，必须根据被触发晶闸管阳极同步电压相位正确供给各触发电路特定相位的同步信号电压来实现同步，这种正确选择同步信号电压相位以及得到不同相位同步信号电压的方法

9、，称为晶闸管装置的同步。在晶闸管装置中，如何实现触发脉冲与主电路的同步，即触发电路分别在各晶闸管需要触发脉冲的时刻输出脉冲，是工程应用中一个很实用。它与主电路的形式、触发电路的种类、负载的性质及不同移相要求有关，因此必须具体情况具体分析，根据主电路元件上的同步电压相位与触发电路中特定相位的同步电压的关系，决定同步变压器的连接组别。同步变压器一般是一台具有两个二次绕组的三相变压器，可接成24种不同的形式，共有12种不同的连接组别，可用钟点数来表示，以变压器一次侧任一线电压为参考矢量，画成垂直向上作为钟面长针指在12点钟的位置，然后根据相位差画出对应二次线电压矢量作为短针，短针指在几点钟就称几点钟

10、接法。它表示二次侧线电压与一次侧线电压的相位关系。其实现同步的方法有：1、确定相位关系根据不同触发电路与脉冲移相范围的要求，确定同步信号电压与对应晶闸管阳极电压之间的相位关系。如正弦移相触发电路，在大电感负载，要求可逆工作，常把同步信号电压由负变正的过零点定在主电路=90位置。采用NPN管时，利用同步电压正弦波单调上升段，使=0对准同步信号电压最大负值时刻，因此同步信号电压滞后对应的晶闸管阳极电压120；采用PNP管时，利用同步电压正弦下降段，使=0对准同步电压最大正值时刻，因此同步电压超前对应的晶闸管阳极电压60。采用锯齿波移相时，使锯齿波中点对应主电路=90位置。2、确定同步信号电压矢量1根据整流变压器的接线方式和钟点数，画出整流变压器一次和二次对应线电压矢量图。2根据相电压滞后30的关系，画出与二次线电压对应的相电压，即晶闸管阳极电压。3根据已确定的