第三章晶闸管相控触发电路

0
U GD
U GT
域中。
(b )
晶闸管门极伏安特性
对相控触发电路的基本要求
IG A
I G FM
DE
ADEFGCBA区域为可靠触发区：当晶
闸管门极施加的触发电压，电流在该范
3
围时，所有合格元件均能可靠触发开通，
2K
PGM 1 5W
则可以保证合格元件的通用性。
1
F
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，
触 发 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。
对于三相桥电 式路 全， 控应 变采 流 大 用 6于 00 脉 的冲 宽宽 脉度 冲或双 也可以用脉脉 冲冲 列或 组双 成窄 宽 列 脉的 冲 7频 K， H 左 率 脉 z 右 冲 。
对于并联晶流 闸变 管流 的装 大置 电 管 及的 串高 联电 晶压 闸装 应采用强触发脉冲。
IGT
A
BC
L
使晶闸管从阻断状态到导通状态所需要的
G
0
2
4 U GT 6
8
U U G F M
G
V
最小门极直流电流。一般为几十到几百毫
IGT
A
(a )
安。 B
IGD
H
I J
0
U GD
(b )
晶闸管门极伏安特性
门极触发电压UGT：指与门极触发电流 C 相对应的门极直流电压，
U GT
一般为 1V~5V
二.对相控触发电路的基本要求
-
2
iVT
2
M EM +
ud
u10 b
u20
u10
O
id
id=iVT +iVT
12
iVT
iVT
iVT
2
1
2
O
b)
单相全波电路的逆变
t Ud>EM |EM|>|Ud| Id
t
逆变产生的条件
➢从上述分析中，可以归纳出产生逆变的条件：
⑴外部条件：变流器直流侧应有直流电动势，其极性和晶
闸管导通方向一致，其值大于变流器直流平
➢逆变失败的原因
（1）触发电路工作不可靠，不能适时、准确地给各晶闸管分配脉冲， 如脉冲丢失、脉冲延时等，致使晶闸管不能正常换相。
（2）晶闸管发生故障，该断时不断，或该通时不通。 （3）交流电源缺相或突然消失。 （4）换相的裕量角不足，引起换相失败。
3.8 晶闸管相控触发电路
3.8.1 对相控触发电路的基本要求 3.8.2 控制角a 的移相控制方法 3.8.3 相控触发电路的同步方式及输出 3.8.4 单结晶体管移相触发电路 3.8.5 垂直移相相控触发电路举例
(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。
(2)触发脉冲应具有一定的宽度和幅度，触发脉冲消失前，阳极电流应能 上升至擎住电流，保证晶闸管可靠开通。
通 常 晶 闸 管 开 通 时 间 需 要 6s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 20s~50s; 电 感 性 负 载 脉 冲 宽 度 最 好 不 小 于 100s， 一 般 取 1ms。
t1为前沿时间；t2为强脉冲宽度；t3为脉冲持续时间； IGM为强触发脉冲幅值，是触发电流IG的5倍左右。 IG 大容量晶闸管门极触发电流要求脉冲峰值在
t 1A~1.5A以上，前沿的电流上升率大于1As
(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。
生和负载所需电压相
适应的相位控制信号。
移相 同步信号 控制电路
反馈信号
同步电路：获得与
交流源同步的正弦交
相 位 控制电路
控制信号
给定信号
流信号,确定各元件自 然换相点和移相范围。
移相控制电路：由相位控制信号和同步信号结合，产生移相 脉冲信号。
驱动电路：移相脉冲信号进行整形处理,产生所需的触发脉冲信号。
均电压。
⑵内部条件：控制角 , 2
使变流器输出电压Ud<0。
➢半控桥或有续流二极管的电路，因其整流电压ud不能出
现负值，也不允许直流侧出现负极性的电动势，故不能
实现有源逆变。欲实现有源逆变只能采用全控电路。
3.6.3 逆变失败与最小逆变角的限制
➢ 逆变失败（逆变颠覆）
变流器为逆变工作状态时，若发生换相失控，就会导致外接电动 势通过晶闸管形成短路，或者发生输出平均电压和外接电动势顺向串 联形成短路，这种情况称为逆变失败或称为逆变颠覆。
同时有隔离电路：通常采用脉冲变压器，光电耦合器和光导纤维。
3.8.1 对相控触发电路的基本要求
IG A
I G FM
DE
一.晶闸管的门极伏安特性
K
G 图(a)为门极伏安特性区域，0D为低阻特性，
3
0G为高阻特性。图(b)为图(a)中0ABC0的放
A
大图形。
2K
PGM 1 5W
F
1
IGT
A
BC
L G
晶闸管相控触发电路
➢晶闸管门极驱动电路也称为触发电路； ➢晶闸管通常采用相位控制方式。
电源
变流电路
触发信号
负载
同步电路 驱动电路
反馈信号
移相 同步信号 控制电路
控制电路
相位
控制信号
给定信号
一般晶闸管变流电路的控制框图
晶闸管相控触发电路
电源
变流电路
触发信号
同步电路 驱动电路
负载
控制电路：综合系
统信息进行处理，产
晶闸管相控触发电路
正弦波
尖脉冲
方波
强触发脉冲
常见的触发脉冲电压波形
脉冲列
对于并联晶闸管的大电流变流装置及串
联晶闸管的高电压装置，应采用强触发
VT1
脉冲。
VT2
R RP
C
R RP
C
对相控触发电路的基本要求
I
IGM
0
t1 t2
t3
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。
0
2
4 U GT 6
8
U U G F M
G
V
IGT
A
(a )ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
B
IGD
H
I J
C
0HIJ0区域为不触发区：当晶闸管门极施 加的触发电压，电流在该范围内时，任 何合格的晶闸管元件都不会被触发，从 而确定了晶闸管的抗干扰性能。
ABCJIHA区域为不可靠触发区：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
逆变的概念
3.逆变产生的条件
VT1 1
L
u ud u10
u10
iVT
0
1
u20 VT2
2 iVT
2
u20
+ ud
id R
- 电能
+ M EM
-
u10
Ud>EM EM
O
t
id
id=iVT +iVT
12
iVT
iVT
iVT
Id
1
2
1
O
t
a)
单相全波电路的整流
VT1 1
L
u0
iVT
1
ud
id R
VT2
+电能