第五章晶闸管相控触发电路1PPT课件
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• (2)触发脉冲应具有一定的宽度，触发脉冲消失前，阳极电流 应能上升至掣住电流，保证晶闸管可靠开通。通常晶闸管开 通需要6μs以上，应有足够的裕量。在实际应用中，电阻性负 载脉冲宽度应有20 μs~50 μs；电感性负载最好不小于100 μs， 一般取1ms。脉冲的前沿要尽可能陡。
• (3)触发脉冲应满足晶闸管电路的工作要求。对于三相桥式全 控变流电路，应采用脉冲宽度大于60O的宽脉冲或双窄脉冲， 也可以用脉冲列组成宽脉冲或双窄脉冲，脉冲列的频率为 7kHz左右。对于并联晶闸管的大电流变流装置及串联晶闸管 的高电压变流装置，应采用强触发脉冲。采用强触发脉冲的 目的是：缩小晶闸管管间开通时间的差异，有利于动态均流 和均压。
第五章 晶闸管相控触发电路
• 本章要点 1. 对相控触发电路的基本要求 2. 控制角的三种移相控制方法 3. 同步方式及输出 4. 分立元件移相触发电路 5. 集成化移相触发器
变流电路控制框图
• 变流电路从换流方式来分，有电网换流和非电网换流之分：前者用 相位控制触发电路，后者常用周期性逻辑器件控制触发电路。在实 际中，对输出的控制常采用相位控制方式。
U
由上式U 可 ,U G 为 知定 ： 值 当 与 R为 时线 ，性关R 系 便， 可改 调变 节 ；电 控 当 U G,R为定值时压 ， U 也 改可 变调 电 节 ， 源 与 控 U 电 为制 非角 线性关系 通常采用控 可制 变 。 角 电阻调节
垂直移相控制方法
• 应用条件是具有一个与主电路同步、在移相范围内单调变化的周期性移相 信号电压usy。
u
，使
p
u
sy
恰好在
2
处过零，则
uk
usy uk 0, uo 1
usy uk 0, uo 0
由图us知 yU ： sym 2U sy m
uk 0 uk 0 uk 0
2
2
2
uh
0
u sy
U sym
当usy uk时，产生一对应 角于 的控 脉制 冲，
V D1
对应于一个稳 态定 ， uk应 工为 作定 状值。 改变 uk,就可以改变产 时生 刻脉 ，冲 起的 到移 用相 。控制作
CA
V1 VD2
线性垂直移相控制方法
• 移相信号电压usy在移相范围内线性变化。
uuhp： ：锯 负齿 偏波 移信 电号 压 usyuhup
uh up
uk：控制信号
调整Hale Waihona Puke Baidu
对相控触发电路的基本要求
采用强触发脉冲的目的是：
I
缩小晶闸管管间开通时间的差异，
IGM
有利于动态均流和均压。
t1为前沿时t2为 间强 ；脉冲宽 t3为度脉；冲持续时间；
IGM为强触发脉冲触 幅发 值电 ， IG的 流 是5倍左右。 大容量晶闸管电 门流 极要 触求 发脉冲 1A峰 ~1.5值 A以 在上 0 ，
• 晶闸管的门极触发电流和触发电压受温度影响较大， 元件标明的数据是在室温下测得的数据。额定结温 下的门极触发电流仅为室温时的三分之一左右；零 下40度低温下的门极触发电流则可达到室温时的 1.5~2倍。因此，在设计触发电路时应予以注意。
对相控触发电路的基本要求
• (1)触发电路的触发信号必须在晶闸管门极伏安特性的可靠触 发区。同时要求脉冲功率不超过允许瞬时最大功率限制线和 平均功率限制线。
IGD
H
I J
C
均能可靠触发开通，则可以保证
0
合格元件的通用性。
U GD
U GT
(b )
晶闸管的门极定额
• 门极触发电流IGT：指在规定的环境温度和阳极与阴 极间加一定正向电压的条件下，使晶闸管从阻断状 态到导通状态所需要的最小门极直流电流，一般为 几十到几百毫安。
• 门极触发电压UGT：指与门极触发电流相对应的门极 直流电压，一般为1V~5V。
同时有隔离电路：通常采用脉冲变压器，光电耦合器和
制信号和同步信号结合， 产生移相脉冲信号。
光导纤维。
晶闸管的门极伏安特性
• 0HIJ0区域为不触发区：当晶闸
IG A
管门极施加的触发电压，电流在 I G F M
DE
该范围内时，任何合格的晶闸管
元件都不会被触发，从而确定了
3
晶闸管的抗干扰性能。 • ABCJIHA区域为不可靠触发区：
2K
PGM 1 5W
当晶闸管门极施加的触发电压，
电流在该区域时，有的晶闸管可
1
F
•
以触发开通，有的则不能触发开 通。因此，触发电路产生的触发 信号也不应该落在该区域中。
ADEFGCBA区域为可靠触发区：
IGT
0
IGT
A
2
A
BC
4 U GT 6 (a )
L
G
8
U U G F M
G
V
B
当晶闸管门极施加的触发电压， 电流在该范围时，所有合格元件
usy为移相信号电uk压 为， 控制电压
由V1构成一个比 usy与 较 uk接 器于 V ， 1基极，进行U比较。
假定 V1为理想元R件 1 R， 2 且
u 当usyuk 0时， V1截止，C经 电 R3,容 VD 2充电，sy
电容电压极性 负为 ；左正右
uk
R1 R3
R 当 usyuk＝ 0时V ， 1由截止变为由 A 饱 点和 输导 出通 一， 负脉冲2。
电源
变流电路
触发信号
负载
控制电路：综合系统信息 进行处理，产生负载所需 电压的控制电压。
同步电路 驱动电路
反馈信号
同步电路：获得与交流电源 同步的正弦交流信号,确定各 元件自然换相点和移相范围
驱动电路：移相脉冲信号
移相 同步信号 控制电路
进行整形处理,产生所需
控制电路
的触发脉冲信号。
相位
控制信号
给定信号 移相控制电路：由相位控
• 延时移相控制方法由同步环节提供自然换相点，再由自然换相点开始计时， 以控制角对应的延时时间确定触发脉冲产生的时刻。
U R C
当 t0时， uC0，零初始条 RC 电 件路 下响 的
则uC
t
U(1eR
C )
令 t时uC ， U G ,代入上 U G式 U (1e得 _R)C：
uC
求得 ： ClR n1 (UG)
IG
前沿的电流上1升 A率 s 大于
t1 t2
t3
t
• (4)触发脉冲与主电路电源电压必须同步，并保持与工作状态 相适应的相位关系。
• (5)触发电路应保证变流电路各元件触发脉冲的对称性。
• (6)相控触发电路应采取电磁兼容技术措施，防止因各方面的 电磁干扰而出现失控。
延时移相控制方法
• 晶闸管相控触发电路中，实现触发脉冲随控制信号变化作相位移动的控制 为移相控制。
• (3)触发脉冲应满足晶闸管电路的工作要求。对于三相桥式全 控变流电路，应采用脉冲宽度大于60O的宽脉冲或双窄脉冲， 也可以用脉冲列组成宽脉冲或双窄脉冲，脉冲列的频率为 7kHz左右。对于并联晶闸管的大电流变流装置及串联晶闸管 的高电压变流装置，应采用强触发脉冲。采用强触发脉冲的 目的是：缩小晶闸管管间开通时间的差异，有利于动态均流 和均压。
第五章 晶闸管相控触发电路
• 本章要点 1. 对相控触发电路的基本要求 2. 控制角的三种移相控制方法 3. 同步方式及输出 4. 分立元件移相触发电路 5. 集成化移相触发器
变流电路控制框图
• 变流电路从换流方式来分，有电网换流和非电网换流之分：前者用 相位控制触发电路，后者常用周期性逻辑器件控制触发电路。在实 际中，对输出的控制常采用相位控制方式。
U
由上式U 可 ,U G 为 知定 ： 值 当 与 R为 时线 ，性关R 系 便， 可改 调变 节 ；电 控 当 U G,R为定值时压 ， U 也 改可 变调 电 节 ， 源 与 控 U 电 为制 非角 线性关系 通常采用控 可制 变 。 角 电阻调节
垂直移相控制方法
• 应用条件是具有一个与主电路同步、在移相范围内单调变化的周期性移相 信号电压usy。
u
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恰好在
2
处过零，则
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V1 VD2
线性垂直移相控制方法
• 移相信号电压usy在移相范围内线性变化。
uuhp： ：锯 负齿 偏波 移信 电号 压 usyuhup
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调整Hale Waihona Puke Baidu
对相控触发电路的基本要求
采用强触发脉冲的目的是：
I
缩小晶闸管管间开通时间的差异，
IGM
有利于动态均流和均压。
t1为前沿时t2为 间强 ；脉冲宽 t3为度脉；冲持续时间；
IGM为强触发脉冲触 幅发 值电 ， IG的 流 是5倍左右。 大容量晶闸管电 门流 极要 触求 发脉冲 1A峰 ~1.5值 A以 在上 0 ，
• 晶闸管的门极触发电流和触发电压受温度影响较大， 元件标明的数据是在室温下测得的数据。额定结温 下的门极触发电流仅为室温时的三分之一左右；零 下40度低温下的门极触发电流则可达到室温时的 1.5~2倍。因此，在设计触发电路时应予以注意。
对相控触发电路的基本要求
• (1)触发电路的触发信号必须在晶闸管门极伏安特性的可靠触 发区。同时要求脉冲功率不超过允许瞬时最大功率限制线和 平均功率限制线。
IGD
H
I J
C
均能可靠触发开通，则可以保证
0
合格元件的通用性。
U GD
U GT
(b )
晶闸管的门极定额
• 门极触发电流IGT：指在规定的环境温度和阳极与阴 极间加一定正向电压的条件下，使晶闸管从阻断状 态到导通状态所需要的最小门极直流电流，一般为 几十到几百毫安。
• 门极触发电压UGT：指与门极触发电流相对应的门极 直流电压，一般为1V~5V。
同时有隔离电路：通常采用脉冲变压器，光电耦合器和
制信号和同步信号结合， 产生移相脉冲信号。
光导纤维。
晶闸管的门极伏安特性
• 0HIJ0区域为不触发区：当晶闸
IG A
管门极施加的触发电压，电流在 I G F M
DE
该范围内时，任何合格的晶闸管
元件都不会被触发，从而确定了
3
晶闸管的抗干扰性能。 • ABCJIHA区域为不可靠触发区：
2K
PGM 1 5W
当晶闸管门极施加的触发电压，
电流在该区域时，有的晶闸管可
1
F
•
以触发开通，有的则不能触发开 通。因此，触发电路产生的触发 信号也不应该落在该区域中。
ADEFGCBA区域为可靠触发区：
IGT
0
IGT
A
2
A
BC
4 U GT 6 (a )
L
G
8
U U G F M
G
V
B
当晶闸管门极施加的触发电压， 电流在该范围时，所有合格元件
usy为移相信号电uk压 为， 控制电压
由V1构成一个比 usy与 较 uk接 器于 V ， 1基极，进行U比较。
假定 V1为理想元R件 1 R， 2 且
u 当usyuk 0时， V1截止，C经 电 R3,容 VD 2充电，sy
电容电压极性 负为 ；左正右
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R1 R3
R 当 usyuk＝ 0时V ， 1由截止变为由 A 饱 点和 输导 出通 一， 负脉冲2。
电源
变流电路
触发信号
负载
控制电路：综合系统信息 进行处理，产生负载所需 电压的控制电压。
同步电路 驱动电路
反馈信号
同步电路：获得与交流电源 同步的正弦交流信号,确定各 元件自然换相点和移相范围
驱动电路：移相脉冲信号
移相 同步信号 控制电路
进行整形处理,产生所需
控制电路
的触发脉冲信号。
相位
控制信号
给定信号 移相控制电路：由相位控
• 延时移相控制方法由同步环节提供自然换相点，再由自然换相点开始计时， 以控制角对应的延时时间确定触发脉冲产生的时刻。
U R C
当 t0时， uC0，零初始条 RC 电 件路 下响 的
则uC
t
U(1eR
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令 t时uC ， U G ,代入上 U G式 U (1e得 _R)C：
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求得 ： ClR n1 (UG)
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前沿的电流上1升 A率 s 大于
t1 t2
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• (4)触发脉冲与主电路电源电压必须同步，并保持与工作状态 相适应的相位关系。
• (5)触发电路应保证变流电路各元件触发脉冲的对称性。
• (6)相控触发电路应采取电磁兼容技术措施，防止因各方面的 电磁干扰而出现失控。
延时移相控制方法
• 晶闸管相控触发电路中，实现触发脉冲随控制信号变化作相位移动的控制 为移相控制。