锯齿波与集成触发电路

锯齿波与集成触发电路第一页，共二十五页，2022年，8月28日一、锯齿波同步触发电路

同步信号为锯齿波的触发电路第二页，共二十五页，2022年，8月28日2、同步信号为锯齿波的触发电路

同步信号为锯齿波的触发电路及工作波形图第三页，共二十五页，2022年，8月28日1．同步环节同步就是要求锯齿波的频率与主回路电源的频率相同。在该电路中，同步环节由同步变压器Tr，晶体管V2，二极管VD1，VD2，R1及C1等组成。锯齿波是由起开关作用的V2控制的，V2截止期间产生锯齿波，V2截止持续的时间就是锯齿波的宽度，V2开关的频率就是锯齿波的频率。要使触发脉冲与主电路电源同步，必须使V2开关的频率与主电路电源频率相同。在该电路中将同步变压器和整流变压器接在同一电源上，用同步变压器二次电压来控制V2的通断，这就保证了触发脉冲与主回路电源的同步。同步环节工作原理如下：同步变压器二次电压间接加在V2的基极上，当二次电压为负半周的下降段时，VD1导通，电容C1被迅速充电，②点为负电位，V2截止。在二次电压负半周的上升段，电容C1已充至负半周的最大值，VD1截止，+15V通过R1给电容C1反向充电，当②点电位上升至1.4V时，V2导通，②点电位被钳位在1.4V。以上分析可见，V2截止的时间长短，与C1反充电的时间常数R1C1有关，直到同步变压器二次电压的下一个负半周到来时，VD1重新导通，C1迅速放电后又被充电，V2又变为截止，如此周而复始。在一个正弦波周期内，V2具有截止与导通两个状态，对应的锯齿波恰好是一个周期，与主电路电源频率完全一致，达到同步的目的。第四页，共二十五页，2022年，8月28日2．锯齿波形成及脉冲移相环节该环节由晶体管V1组成恒流源向电容C2充电，晶体管V2作为同步开关控制恒流源对C2的充、放电过程，晶体管V3为射极跟随器，起阻抗变换和前后级隔离作用，减小后级对锯齿波线性的影响。工作原理如下：当V2截止时，由V1管、VS稳压二极管、R3、R4组成的恒流源以恒流Ic1对C2充电，C2两端电压uc2为

uc2随时间t线性增长。Ic1/C2为充电斜率，调节R3可改变Ic1，从而调节锯齿波的斜率。当V2导通时，因R5阻值很小，电容C2经R5、V2管迅速放电到零。所以，只要V2管周期性关断、导通，电容C2两端就能得到线性很好的锯齿波电压。为了减小锯齿波电压与控制电压Uc、偏移电压Ub之间的影响，锯齿波电压uc2经射极跟随器输出。锯齿波电压ue3，与Uc、Ub进行并联叠加，它们分别通过R7、R8、R9与V4的基极相接。根据叠加原理，分析V3管基极电位时，可看成锯齿波电压ue3、控制电压Uc(正值)和偏移电压Ub(负值)三者单独作用的叠加。当三者合成电压ub4为负时，V4管截止；合成电压ub4由负过零变正时，V4由截止转为饱和导通，ub4被钳位到0.7v。第五页，共二十五页，2022年，8月28日3．脉冲形成、放大和输出环节脉冲形成环节由晶体管V4、V5、V6组成；放大和输出环节由V7、V8组成；同步移相电压加在晶体管V4的基极，触发脉冲由脉冲变压器二次侧输出。工作原理如下：当V4的基极电位ub4<0.7V时，V4截止，V5、V6分别经R14、R13提供足够的基极电流使之饱和导通，因此⑥点电位为-13.7V(二极管正向压降按0.7V，晶体管饱和压降按0.3V计算)，V7、V8截止，脉冲变压器无电流流过，二次侧无触发脉冲输出。此时电容C3充电，充电回路为：由电源+15V端经R11→V5发射极→V6→VD4→电源-15V端。C3充电电压为28.3V，极性为左正右负。当ub4=0.7V时，V4导通，④点电位由+15V迅速降低至1V左右，由于电容C3两端电压不能突变，使V5的基极电位⑤点跟着突降到-27.3V，导致V5截止，它的集电极电压升至2.1V，于是V7、V8导通，脉冲变压器输出脉冲。与此同时，电容C3由15V经R14、VD3、V4放电后又反向充电，使⑤点电位逐渐升高，当⑤点电位升到-13.3v时，V5发射结正偏导通，使⑥点电位从2.1V又降为-13.7V，迫使V7、V8截止，输出脉冲结束。由以上分析可知，V4开始导通的瞬时是输出脉冲产生的时刻，也是V5转为截止的瞬时。V5截止的持续时间就是输出脉冲的宽度，脉冲宽度由C3反向充电的时间常数(τ3=C3R14)来决定，输出窄脉冲时，脉宽通常为1ms。第六页，共二十五页，2022年，8月28日4．双脉冲形成环节双脉冲形成环节的工作原理如下：V5、V6两个晶体管构成“或门”电路，当V5、V6都导通时，V7、V8都截止，没有脉冲输出。但只要V5、V6中有一个截止，就会使V7、V8导通，脉冲就可以输出。V5基极端由本相同步移相环节送来的负脉冲信号使其截止，导致V8导通，送出第—个窄脉冲，接着由滞后的后相触发电路在产生其本相脉冲的同时，由V4管的集电极经R12的X端送到本相的Y端，经电容C4微分产生负脉冲送到V6基极，使V6截止，于是本相的V8又导通一次，输出滞后的第二个窄脉冲。VD3、R12的作用是为了防止双脉冲信号的相互于扰。第七页，共二十五页，2022年，8月28日5．强触发及脉冲封锁环节强触发环节为图2-2中右上角那部分电路。工作原理如下：变压器二次侧30V电压经桥式整流，电容和电阻π形滤波，得到近似50V的直流电压，当V8导通时，C6经过脉冲变压器、R17（C5）、V8迅速放电，由于放电回路电阻较小，电容C6两端电压衰减很快，N点电位迅速下降。当N点电位稍低于15V时，二极管VD10由截止变为导通，这时虽然50V电源电压较高，但它向V8提供较大电流时，在R19上的压降较大，使R19的左端不可能超过15V，因此N点电位被钳制在15V。当V8由导通变为截止时，50V电源又通过R19向C6充电，使N点电位再次升到50V，为下一次强触发做准备。电路中的脉冲封锁信号为零电位或负电位，是通过VD5加到V5集电极的。当封锁信号接入时，晶体管V7、V8就不能导通，触发脉冲无法输出。二极管VD5的作用是防止封锁信号接地时，经V5、V6和VD4到-15V之间产生大电流通路。第八页，共二十五页，2022年，8月28日

KC04组成的移相式触发电路二、KC04集成移相触发器可分为同步、锯齿波形成、移相、脉冲形成，脉冲输出等几部分电路

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KC04组成的移相式触发电路及电压波形图第十页，共二十五页，2022年，8月28日

KC04组成的移相式触发电路（1）同步电路

同步电路由晶体管T1~T4等元件组成。正弦波同步电压uT经限流电阻加到T1、T2基极。在uT正半周，T2截止，T1导通，Ｄ1导通，T4得不到足够的基极电压而截止。在uT的负半周，Ｔ１截止，Ｔ２、Ｔ３导通，Ｄ２导通，Ｔ4同样得不到足够的基极电压而截止。在上述uT的正、负半周内，当|us|<0.7V时，T1、Ｔ２、Ｔ３均截止，Ｄ１、Ｄ２也截止，于是Ｔ4从电源+15V经R3、R4获得足够的基极电流而饱和导通，形成图所示的与正弦波同步电压uT同步的脉冲uc4。第十一页，共二十五页，2022年，8月28日

KC04组成的移相式触发电路（2）锯齿波形成电路锯齿波发生器由三极管Ｔ5、电容Ｃ1等组成。当Ｔ4截止时，+15V电源通过R6、R22、Rw、-15V对C1充电。当T4导通时，Ｃ１通过Ｔ4、Ｄ4迅速放电，在KC04的第④脚(也就是T5的集电极)形成锯齿波电压uc5，锯齿波的斜率取决于R22、Rw与C1的大小，锯齿波的相位与uc4相同。

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KC04组成的移相式触发电路（3）移相电路

晶体管Ｔ６与外围元件组成移相电路。锯齿波电压uc5、控制电压Uk、偏移电压Up分别通过电阻R24、R23、R25在T6的基极叠加成ube6，当ube6>0.7V时，T6导通，即uc5+Up+Uk控制了Ｔ６的导通与截止时刻，也就是控制了脉冲的移相。第十三页，共二十五页，2022年，8月28日

KC04组成的移相式触发电路（4）脉冲形成电路

Ｔ7与外围元件组成脉冲形成电路。当Ｔ６截止时，+15V电源通过Ｒ7、Ｔ7的b-e对Ｃ２充电（左正右负），同时Ｔ7经R26获得基极电流而导通。当T6导通时，Ｃ２上的充电电压成为Ｔ7的b-e结的反偏电压，T7截止。此后+15V经R26、T6对Ｃ２充电（左负右正），当反向充电电压大于1.4V时，Ｔ7又恢复导通。这样在Ｔ7的集电极得到了脉冲uc7，其脉宽由时间常数R26C2大小决定。

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KC04组成的移相式触发电路（5）脉冲输出电路

Ｔ8～Ｔ15组成脉冲输出电路。在同步电压uT的一个周期内，Ｔ7的集电极输出两个相位差180°的脉冲。在uT的正半周，T1导通，Ａ点为低电位，Ｂ点为高电位，使Ｔ8截止，Ｔ１２导通。Ｔ１２的导通使Dw4截止，由T13、T14、T15组成的放大电路无脉冲输出。Ｔ8的截止，使Ｄw3导通，Ｔ7集电极的脉冲经T9、T10、T11组成的电路放大后由①脚输出。在uT的负半周，同理可知，Ｔ8导通，Ｔ12截止，Ｔ7的正脉冲经Ｔ１３、Ｔ14、Ｔ１５组成电路放大后由(15)脚输出。(13)脚为脉冲列调制端(14)脚为脉冲封锁控制端第十五页，共二十五页，2022年，8月28日

KC41C原理图及其外部接线图三、六路双脉冲发生器KC41C

①～⑥脚是六路脉冲输入端(如三片KC04的六个输出脉冲)，每路脉冲由输入二极管送给本相和前相，再由T1～T6组成的六路电流放大器，分六路输出。T7组成电子开关，当控制端⑦脚接低电平时，T7截止，⑾～⒃脚有脉冲输出。当⑦脚接高电平时，T7导通，各路输出脉冲被封锁。

第十六页，共二十五页，2022年，8月28日三相全控桥整流电路的集成触发电路四、三相全控桥整流电路的集成触发电路第十七页，共二十五页，2022年，8月28日五、西门子TCA785集成触发器西门子TCA785集成触发器的内部框图如图2-8所示。该集成块内部主要由“同步寄存器”、“基准电源”、“锯齿波形成电路”、“移相电压”和“锯齿波比较电路”和“逻辑控制功率放大”等功能块组成。同步信号从TCA785集成触发器的第5脚输入，“过零检测”部分对同步电压信号进行检测，当检测到同步信号过零时，信号送“同步寄存器”，“同步寄存器”输出控制锯齿波发生电路，锯齿波的斜率大小由第9脚外接电阻和10脚外接电容决定；输出脉冲宽度由12脚外接电容的大小决定；14、15脚输出对应负半周和正半周的触发脉冲，移相控制电压从11脚输入。第十八页，共二十五页，2022年，8月28日五、TCA785集成触发电路电位器RP1主要调节锯齿波的斜率，电位器RP2则调节输入的移相控制电压，脉冲从14、15脚输出，输出的脉冲恰好互差，各点波形如图。第十九页，共二十五页，2022年，8月28日第二十页，共二十五页，2022年，8月28日六、数字触发电路数字触发电路的形式很多，采用微机控制的数字触发电路电路简单、控制灵活、准确可靠，图2-11所示为微机控制数字触发系统组成框图。图中，触发延迟角设定值以数字形式通过接口电路送给微机，微机以基准点作为计时起点开始计数，当计数值与触发延迟角对应的数值一致时，微机就发出触发信号，该信号经输出脉冲放大，由隔离电路送至晶闸管。第二十一页，共二十五页，2022年，8月28日1．以8031单片机组成的三相桥式全控整流电路的触发系统工作原理8031单片机内部有两个16位可编程定时器／计数器T0、T1，将其设置为定时器方式1，则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。