晶闸管三相整流电路触发电路本章要点;三相可控整流电路.pptx
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1、二、常用的触发脉冲信号第1页/共60页(a)为正弦波触发脉冲信号。前沿不陡,触发准确性差,仅用在触发要求不高的场合;(b)尖脉冲。生成较容易,电路简单,也用于触发要求不高的场合;(c)矩形脉冲;(d)强触发脉冲。前沿陡,宽度可变,有强触发功能,适用于大功率场合;(e)双窄脉冲。有强触发功能,变压器耦合效率高,用于控制精度较高,感性负载的装置;(f)脉冲列。具有双窄脉冲的优点,应用广泛。第2页/共60页三、脉冲电路与晶闸管的连接方式1.直接连接:操作不安全,主电路干扰触发电路。2.光耦合器连接:输入和输出间电隔离,绝缘性能好,抗干 扰能力强。3.脉冲变压器耦合连接:有良好的电气绝缘。第3页/共6
2、0页晶闸管的简易触发电路一、几种简易移相触发实用电路第4页/共60页二、单结晶体管触发电路1、单结晶体管 单结晶体管的结构、等效电路、图形符号及外形第5页/共60页2、单结晶体管自激振荡电路第6页/共60页3、单结晶体管同步触发电路第7页/共60页同步信号为锯齿波的触发电路第8页/共60页 1、脉冲形成与脉冲形成与放大环节放大环节脉冲形成环节由V4、V5构成;放大环节由V7、V8组成。控制电压uco加在V4基极上,触发脉冲由脉冲变压器TP二次输出。第9页/共60页当V4的基极电压uco=0时,V4截止。电源+E1经R11供给V5基极电流,使V5饱和导通。所以V5集电极电压接近-E1,V7、V8
3、处于截止状态,无脉冲输出。电源+E1经R9、V5的发射极到-E1对电容C3充电,充满后电容端电压接近2E1,极性如图所示。当uco0.7V时,V4导通。A点电位从+E1突降到1V,由于电容C3两端电压不能突变,所以V5基极电位也突降到-2E1,V5基射极反偏置,V5立即截止。它的集电极电压由-E1迅速上升到钳位电压2.1V时,使得V7、V8导通,输出触发脉冲。同时电容C3由+E1经R11、VD4、V4放电并反向充电,使V5基极电位逐渐上升。直到V5基极电位ub5-E1,V5又重新导通。这时V5集电极电压立即降到-E1,使V7、V8截止,输出脉冲终止。脉冲前沿由V4导通时刻确定,脉冲宽度由反向充
4、电时间常数R11C3决定。第10页/共60页 2、锯齿波的形成和锯齿波的形成和脉冲移相环节脉冲移相环节锯齿波电压形成电路由V1、V2、V3和C2等元件组成,其中V1、VS、RP2和R3为一恒流源电路。第11页/共60页当V2截止时,恒流源电流I1C对电容C2充电,所以C2两端的电压uC为 uC按线性增长,即ub3按线性增长。调节电位器RP2,可以改变C2的恒定充电电流I1C。当V2导通时,因R4很小,所以C2迅速放电,使得ub3电位迅速降到零伏附近。当V2周期性地导通和关断时,ub3便形成一锯齿波。射极跟随器V3的作用是减小控制回路电流对锯齿波电压ub3的影响。V4基极电位由锯齿波电压、控制电
5、压uco、直流偏移电压up三者叠加所定,它们分别通过电阻R6、R7、R8 与V4基极连接。第12页/共60页根据叠加原理,先设uh为锯齿波电压ue3单独作用在基极时的电压,其值为 所以uh仍为锯齿波,但斜率比ue3低。同理,直流偏移电压up单独作用在V4基极时的电压 为 控制电压uco单独作用在V4基极时的电压 为:所以,仍为一条与up平行的直线,但绝对值比up小;仍为一条与uco平行的直线,但绝对值比uco小。第13页/共60页当V4不导通时,V4的基极b4的波形由 确定。当b4点电压等于0.7V后,V4导通。产生触发脉冲。改变uco便可以改变脉冲产生时刻,脉冲被移相。加up的目的是为了确定
6、控制电压uco=0时脉冲的初始相位。以三相全控桥为例,当接反电势电感负载时,脉冲初始相位应定在=90度;当uco=0时,调节up的大小使产生脉冲的M点对应=90度的位置。当uco为0,=90度,则输出电压为0;如uco为正值,M点就向前移,控制角90度,处于逆变状态。第14页/共60页同步信号为锯齿波的触发电路的工作波形 第15页/共60页 3、同步环节同步环节同步环节是由同步变压器TS、VD1、VD2、C1、R1和晶体管V2组成。同步变压器和整流变压器接在同一电源上,用同步变压器的二次电压来控制V2的通断作用,这就保证了触发脉冲与主电路电源同步。第16页/共60页 同步是指锯齿波的频率与主电
7、路电源的频率相同且相位关系确定。锯齿波是由开关管V2控制的,也就是由V2的基极电位决定的。同步电压uTS经二极管VD1加在V2的基极上。当电压波形在负半周的下降段时,因Q点为零电位,R点为负电位,VD1导通,电容C1被迅速充电。Q点电位与R点相近,故在这一阶段V2基极为反向偏置,V2截止。在负半周的上升段,+E1电源通过R1给电容C1充电,其上升速度比uTS波形慢,故VD1截止,uQ为电容反向充电波形。当Q点电位达1.4V时,V2导通,Q点电位被钳位在1.4V。直到TS二次电压的下一个负半周到来,VD1重新导通,C1放电后又被充电,V2截止。如此循环往复,在一个正弦波周期内,包括截止与导通两个
8、状态,对应锯齿波波形恰好是一个周期,与主电路电源频率和相位完全同步,达到同步的目的。可以看出锯齿波的宽度是由充电时间常数R1C1决定的。第17页/共60页 4、双窄脉冲形成环节双窄脉冲形成环节 触发电路自身在一个周期内可输出两个间隔60度的脉冲,称内双脉冲电路。而在触发器外部通过脉冲变压器的连接得到双脉冲称为外双脉冲。本触发电路属于内双脉冲电路。当V5、V6都导通时,V7、V8截止,没有脉冲输出。只要V5、V6有一个截止,就会使V7、V8导通,有脉冲输出。因此本电路可产生符合要求的双脉冲。第一个脉冲由本相触发单元的uco对应的控制角使V4由截止变导通造成V5瞬时截止,使得V8输出脉冲。隔60度
9、的第二个脉冲是由后一相触发单元通过连接到引脚Y使本单元V6截止,使本触发电路第二次输出触发脉冲。其中VD4和R17的作用主要是防止双脉冲信号相互干扰。第18页/共60页在三相桥式全控整流电路中,双脉冲环节的可按下图接线。六个触发器的连接顺序是:1Y-2X、2Y-3X、3Y-4X、4Y-5X、5Y-6X、6Y-1X。第19页/共60页 5、强触发环节强触发环节36V交流电压经整流、滤波后得到50V直流电压,经R15对C6充电,B点电位为50V。当V8导通时,C6经脉冲变压器一次侧R16、V8迅速放电,形成脉冲尖峰,由于有R15的电阻,且电容C6的存储能量有限,B点电位迅速下降。当B点电位下降到1
10、4.3V时,VD15导通,B点电位被15V电源钳位在14.3V,形成脉冲平台。C5组成加速电路,用来提高触发脉冲前沿陡度。6、脉冲封锁脉冲封锁二极管 VD5阴极接零电位或负电位,使V7、V8截止,可以实现脉冲封锁。VD5用来防止接地端与负电源之间形成大电流通路。第20页/共60页集成触发电路(简介)目前国内生产的集成触发器有KJ系列和KC系列,国外生产的有TCA系列,下面简要介绍由KC系列的KC04移相触发器和KC4lC六路双脉冲形成器所组成的三相全控桥集成触发器的工作原理。第21页/共60页1、KC04移相触发器(1)KC04移相触发器的主要技术指标如下:电源电压:DCl5V,允许波动5%;
11、电源电流:正电流l5mA,负电流8mA;移相范围:(=30V,=l5K);脉冲宽度:400 s2ms;脉冲幅值:13V;最大输出能力:100mA;正负半周脉冲不均衡:土 ;环境温度:-。第22页/共60页(2)内部结构第23页/共60页(3)KC04移相触发器的内部线路组成 KC04移相触发器的内部线路是由同步环节、锯齿波形成、移相控制、脉冲形成及整形放大、脉冲输出等环节组成。同步环节V1V4等组成同步环节,同步电压us经限流电阻R20加到V1、V2的基极。在同步电压正半波us0.7V时,V1导通,V4截止;在同步电压负半波us-0.7V时,V2、V3导通,V4截止;只有在us0.7V时,V4
12、导通。锯齿波形成 V4截止时,C1充电,形成锯齿波的上升段,V4导通时,C1放电,形成锯齿波的下降段,每周期形成两个锯齿波。锯齿波宽度小于180。第24页/共60页 移相环节 V6及外接元件组成移相环节,基极信号是锯齿波电压、偏移电压和控制电压的综合。改变V6基极电位,V6导通时刻随之改变,实现脉冲移相。脉冲形成 V7等组成脉冲形成环节,平时V7导通,电容C2充电为左正右负。V6导通时,其集电极电位突然下降,同时引起V7截止。电容C2放电并反充电为左负右正。当V7基极电位Ube70.7V时,V7导通,V7集电极有脉冲输出。V7集电极每周期输出间隔180的两个脉冲。脉冲分选 V8、V12组成脉冲
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