晶闸管相控触发电路0810
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当usy uk＝0时，V1由截止变为饱和导通， 由A点输出一负脉冲。
对应于一个稳定工作状态，u k 应为定值。 改变uk ,就可以改变产生脉冲的时刻，起到移相控制作用。
对usy有什么要求?
单调增函数
第8页/共40页
垂直移相控制方法
uh
W1
up
W2
uk
W3
uh up
0
usy
U sym
0
2
U sym
第7页/共40页
控制角a 的移相控制方法
二.垂直移相控制方法
U
usy
R1 R3
CA
uk
VD2
R2 VD1
V1
垂直移相控制电路
usy为移相信号电压，uk为控制电压
由V1构成一个比较器，usy与uk 接于V1基极， 进行比较。假定V1为理想元件，且R1 R2
当usy uk 0时，V1截止，电容C经R3, VD2充电，电容电压极性为左正右负；
2 2U sym
a将随uk线性变化：uk Usym时，a＝0；uk 0时，
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。
一.延时移相控制方法
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
uC
当t 0时，uC 0，零初始条件下的RC电路响应
则
t
uC U (1 e RC )
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。
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。 对于三相桥式全控变流电路，应采用脉冲宽度大于600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7KHz左右。
GT
C 相对应的门极直流电压，
UGT 一般为1V ~ 5V
第4页/共40页
二.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。
(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 擎住电流，保证晶闸管可靠开通。
H
I
J
区域时，有的晶闸管可以触发开通， C 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
U GD
U GT
域中。
(b)
晶闸管门极伏安特性
第3页/共40页
IG A
I GFM
3
2
1 I GT
0
I GT
对相控触发电路的基本要求
DE
PGM 15W
K
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 围时，所有合格元件均能可靠触发开通， 则可以保证合格元件的通用性。
a
令t
a时，uC
UG , 代入上式得：UG
_
U (1 e RC )
求得：a CR ln(1 UG )
U
由上式可知：当U ,UG为定值时，a与R为线性关系，改变电阻R便可调节控制角a； 当UG , R为定值时，改变电源电压U也可调节控制角a，a与U为非线性关系。 通常采用可变电阻调节控制角a。
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
控制电路：综合系
负载
统信息进行处理，产
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
控制电路
流信号,确定各元件自
相位 控制信号
给定信号 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。
大图形。
PGM 15W
K
0HIJ0区域为不触发区：当晶闸管门极施
F
加的触发电压，电流在该范围内时，任
A
BC
L G
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。
2
4 UGT 6
A
(a)
8 U UGFM G V
B
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
t 1A ~ 1.5A以上，前沿的电流上升率大于1 A s
(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。
第6页/共40页
5.2 控制角a 的移相控制方法
2
处过零，则
uk 0
uk 0
uk 0
第9页/共40页
a 2
a 2
a 2
线性垂直移相控制方法
uh
W1
up
W2
uk
W3
uh up
0Fra Baidu bibliotek
usy
U sym
0
2
U sym
uo
uo
uh
up a usy uk a
0
a
线性垂直移相控制方法
由图知：usy
U sym
2U sym
a
当usy uk时，产生一对应于控制角a的脉冲， 由上式得：a uk
uo
uo
uh
up a usy uk a
0
a
线性垂直移相控制方法
1.线性垂直移相控制方法：
即移相信号电压usy在移相范围内线性变化。
u
：锯齿波信号
h
u
：负偏移电压
p
u
：控制信号
k
usy uh u p
usy uk 0, uo 1 usy uk 0, uo 0
调整u p，使usy恰好在a
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。
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。
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5.1 对相控触发电路的基本要求
IG A
I GFM
3
2
1 I GT
0
I GT
I GD
0
DE
一.晶闸管的门极伏安特性
图(a)为门极伏安特性区域，0D为低阻特性，
0G为高阻特性。图(b)为图(a)中0ABC0的放
A
2
A
BC
4 UGT 6 (a)
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，
L
使晶闸管从阻断状态到导通状态所需要的
G
8 U UGFM G V 最小门极直流电流。一般为几十到几百毫
安。
B
I GD
H
I J
0
U GD
(b)
晶闸管门极伏安特性
门极触发电压U
：指与门极触发电流
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， 应采用强触发脉冲。
第5页/共40页
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。
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
对应于一个稳定工作状态，u k 应为定值。 改变uk ,就可以改变产生脉冲的时刻，起到移相控制作用。
对usy有什么要求?
单调增函数
第8页/共40页
垂直移相控制方法
uh
W1
up
W2
uk
W3
uh up
0
usy
U sym
0
2
U sym
第7页/共40页
控制角a 的移相控制方法
二.垂直移相控制方法
U
usy
R1 R3
CA
uk
VD2
R2 VD1
V1
垂直移相控制电路
usy为移相信号电压，uk为控制电压
由V1构成一个比较器，usy与uk 接于V1基极， 进行比较。假定V1为理想元件，且R1 R2
当usy uk 0时，V1截止，电容C经R3, VD2充电，电容电压极性为左正右负；
2 2U sym
a将随uk线性变化：uk Usym时，a＝0；uk 0时，
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。
一.延时移相控制方法
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
uC
当t 0时，uC 0，零初始条件下的RC电路响应
则
t
uC U (1 e RC )
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。
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。 对于三相桥式全控变流电路，应采用脉冲宽度大于600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7KHz左右。
GT
C 相对应的门极直流电压，
UGT 一般为1V ~ 5V
第4页/共40页
二.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。
(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 擎住电流，保证晶闸管可靠开通。
H
I
J
区域时，有的晶闸管可以触发开通， C 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
U GD
U GT
域中。
(b)
晶闸管门极伏安特性
第3页/共40页
IG A
I GFM
3
2
1 I GT
0
I GT
对相控触发电路的基本要求
DE
PGM 15W
K
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 围时，所有合格元件均能可靠触发开通， 则可以保证合格元件的通用性。
a
令t
a时，uC
UG , 代入上式得：UG
_
U (1 e RC )
求得：a CR ln(1 UG )
U
由上式可知：当U ,UG为定值时，a与R为线性关系，改变电阻R便可调节控制角a； 当UG , R为定值时，改变电源电压U也可调节控制角a，a与U为非线性关系。 通常采用可变电阻调节控制角a。
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
控制电路：综合系
负载
统信息进行处理，产
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
控制电路
流信号,确定各元件自
相位 控制信号
给定信号 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。
大图形。
PGM 15W
K
0HIJ0区域为不触发区：当晶闸管门极施
F
加的触发电压，电流在该范围内时，任
A
BC
L G
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。
2
4 UGT 6
A
(a)
8 U UGFM G V
B
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
t 1A ~ 1.5A以上，前沿的电流上升率大于1 A s
(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。
第6页/共40页
5.2 控制角a 的移相控制方法
2
处过零，则
uk 0
uk 0
uk 0
第9页/共40页
a 2
a 2
a 2
线性垂直移相控制方法
uh
W1
up
W2
uk
W3
uh up
0Fra Baidu bibliotek
usy
U sym
0
2
U sym
uo
uo
uh
up a usy uk a
0
a
线性垂直移相控制方法
由图知：usy
U sym
2U sym
a
当usy uk时，产生一对应于控制角a的脉冲， 由上式得：a uk
uo
uo
uh
up a usy uk a
0
a
线性垂直移相控制方法
1.线性垂直移相控制方法：
即移相信号电压usy在移相范围内线性变化。
u
：锯齿波信号
h
u
：负偏移电压
p
u
：控制信号
k
usy uh u p
usy uk 0, uo 1 usy uk 0, uo 0
调整u p，使usy恰好在a
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。
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。
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5.1 对相控触发电路的基本要求
IG A
I GFM
3
2
1 I GT
0
I GT
I GD
0
DE
一.晶闸管的门极伏安特性
图(a)为门极伏安特性区域，0D为低阻特性，
0G为高阻特性。图(b)为图(a)中0ABC0的放
A
2
A
BC
4 UGT 6 (a)
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，
L
使晶闸管从阻断状态到导通状态所需要的
G
8 U UGFM G V 最小门极直流电流。一般为几十到几百毫
安。
B
I GD
H
I J
0
U GD
(b)
晶闸管门极伏安特性
门极触发电压U
：指与门极触发电流
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， 应采用强触发脉冲。
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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。
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