单结晶体管触发电路(解析)

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2009-03-20单结晶体管触发电路之一图1（a）是由单结晶体管组成的张弛振荡电路。可从电阻R1上取出脉冲电压ug。(a)张弛振荡电路(b)电压波形图1单结晶体管张弛振荡电路假设在接通电源之前，图1(a)中电容C上的电压uc为零。接通电源U后，它就经R向电容器充电，使其端电压按指数曲线升高。电容器上的电压就加在单结晶体管的发射极E和第一基极B1之间。当uc等于单结晶体管的峰点电压UP时，单结晶体管导通，电阻RB1急剧减小（约20Ω），电容器向R1放电。由于电阻R1取得较小，放电很快，放电电流在R1上形成一个脉冲电压ug，如图1(b)所示。由于电阻R取得较大，当电容电压下降到单结晶体管的谷点电压时，电源经过电阻R供给的电流小于单结晶体管的谷点电流，于是单结晶体管截止。电源再次经R向电容C充电，重复上述过程。于是在电阻R1上就得到一个脉冲电压ug。但由于图1（a）的电路起不到如后述的“同步”作用，不能用来触发晶闸管。单结晶体管触发电路之二单结晶体管触发电路如图2所示，带有放大器。晶体管T1和T2组成直接耦合直流放大电路。T1是NPN型管，T2是PNP型管。UI是触发电路的输入电压，由各种信号叠加在一起而得。UI经T1放大后加到T2。当UI增大时，IC1就增大，而使T1的集电极电位UC1，即T2的基极电位UB2降低，T2更为导通，IC2增大，这相当于晶体管T2的电阻变小。同理，UI减小时，T2的电阻变大。因此，T2相当于一个可变电阻，随着UI的变化来改变它的阻值，对输出脉冲起移相作用，达到调压的目的。输出脉冲可以直接从电阻R1上引出，也可以通过脉冲变压器输出。图2单结晶体管触发电路因为晶闸管控制极与阴极间允许的反向电压很小，为了防止反向击穿，在脉冲变压器副边串联二极管D1，可将反向电压隔开，而并联D2，可将反向电压短路。单结晶体管触发电路之三——单相半控桥式整流电路图3由单结晶体管触发的单相半控桥式整流电路改变电位器RP的数值可以调节输出脉冲电压的频率。但是（RP＋R）的阻值不能太小，否则在单结晶体管导通之后，电源经过RP和R供给的电流较大，单结晶体管的电流不能降到谷点电流之下，电容电压始终大于谷点电压，因此，单结晶体管就不能截止，造成单结晶体管的直通现象。选用谷点电流大一些的管子，可以减少这种现象。当然，（RP＋R）的阻值也不能太大，否则充电太慢，使晶闸管的最大导通角受到限制，减小移相范围。一般（RP＋R）是几千欧到几十千欧。单结晶体管触发电路输出的脉冲电压的宽度，主要决定于电容器放大电的时间常数。R1或C太小，放电快，触发脉冲的宽度小，不能使晶闸管触发。因为晶闸管从阻断状态到完全导通需要一定时间，一般在10uf以下，所以触发脉冲的宽度必须在10uf以上。如选用C＝0.1~1uF，R1=250~100Ω，就可得到数十微秒的脉冲宽度。但是，若C值太大，由于充电时间常数（RP+R）C的最小值决定于最小控制角，则（RP+R）就必须很小，如上所述，这将引起单结晶体管的直通现象。如果R1太大，当单结晶体管尚未导通时，其漏电流就可能在R1上产生较大的电压，这个电压加在晶闸管的控制极上而导致误触发。一般规定，晶闸管的不触发电压为0.15~0.3V，所以上述电压不应大于这个数值。脉冲电压的幅度决定于直流电源电压和单结晶体管的分压比。如电源电压为20V，晶体管的分压比为0.5，则在单结晶体管导通时，电容器上的电压约为10V，除去管压降外，可以获得幅度为7~8V的输出脉冲电压。根据上述数据，输出脉冲的宽度和幅度都能满足触发晶闸管的要求。图3中的电阻R2是作温度补偿用的。因为在UP＝UBB＋UD的式中，分压比几乎不随温度而变，而UD将随温度上升而略有下降。这样，UP就要随温度而变，这是不希望的。当接入R2（及R1）后，UBB是由稳压电源的电压UZ经R2、RBB、R1分压而得，而RBB随温度上升而增大，因此在温度上升后，RBB增大，电流就减小，R1和R2上的压降也相应减小，UBB就增大一些，于是补偿了UD因温度上升而下降之值，从而使峰点电压UP保持不变。⑴稳压管的作用是将整流电压uo变换成梯形波（削去顶上一块，所谓削波），稳定在一个电压值UZ，使单结晶体管输出的脉冲幅度和每半周产生第一个脉冲（第一个脉冲使晶闸管触发导通后，后面的脉冲都是无用的）的时间不受交流电源电压波动的影响。图4中示出了单结晶体管触发电路中各处电压的波形。图4电压波形⑵通过变压器将触发电路与主电路接在同一电源上，所以每当主电路的交流电源电压过零值时，单结晶体管上的电压UZ也过零值，两者同步。在UZ过零值时，单结晶体管基极间的电压UBB也为零。如果这时电容器上还有残余电压，必然要向R1放电，很快放掉，以保证电容器在每一半波之初从零开始充电。这样，才能使每半周产生第一个脉冲的时间保持不变，即，从而使晶闸管的导通角和输出电压平均值保持不变。因此，变压器不仅是个整流变压器，而且还起同步作用，故也称为同步变压器。图5（a）的电路是起不到同步作用的。⑶如果改变电位器RP的电阻值，例如增大阻值，电容器C的充电变慢，因而每半波出现第一个