晶闸管相控触发电路0810
晶闸管对触发电路的要求
晶闸管对触发电路的要求触发脉冲的作用各种电力电子器件的门极或控制极的控制电路都应提供符合一定要求的触发脉冲。
对于晶闸管的触发脉冲来说,其主要作用是决定晶闸管的导通时刻，同时还应提供相应的门极触发电压和门极触发电流。
触发脉冲除了包括脉冲的电压和电流参数外，还应有脉冲的陡度和后沿波形，脉冲的相序和相角以及与主电路的同步关系,同时还须考虑门控电路与主电路的绝缘隔离问题和抗干扰、防止误触发问题.由于晶闸管是半控型器件,管子导通后即失去控制作用，为了减少门极损耗，故门极输出不用直流而用单脉冲或双脉冲，有时还采用由许多单脉冲组成的脉冲列，以代替宽脉冲。
触发脉冲参数要求触发脉冲的主要参数有触发电流、脉冲宽度等，具体要求如下: （1)触发电流-—晶闸管是电流控制型器件，只有在门极里注入一定幅值的触发电流时才能触发导通。
由于晶闸管伏安特性的分散性,以及触发电压和触发电流随温度变化的特性，所以触发电路所提供的触发电压和触发电流应大于产品目录所提供的可触发电压和可触发电流，从而保证晶闸管的可靠触发,但不得超过规定的门极最大允许触发电压和最大允许触发电流。
实际触发电流可整定为3~5倍的额定触发电流。
（2）触发脉冲宽度--触发脉冲的宽度应能保证使晶闸管的阳极电流上升到大于擎住电流。
由于晶闸管的开通过程只有几微秒，但并不意味着几微秒后它已能维持导通。
若在触发脉冲消失时，阳极电流仍小于擎住电流，晶闸管将不能维持导通而关断。
因此对脉冲宽度有一定要求，它和变流装置的负载性质及主电路的形式有关。
（3）强触发脉冲-—触发脉冲前沿越陡,越有利于并联或串联晶闸管的同时触发导通。
因此在有并联或串联晶闸管时,要求触发脉冲前沿陡度大于或等于10V/uS,通常采取强触发脉冲的形式。
另外,强触发脉冲还可以提高晶闸管承受di/dt的能力。
（4)触发功率——触发脉冲要有足够的输出功率，并能方便地获得多个输出脉冲，每相中多个脉冲的前沿陡度不要相差太大。
晶闸管相控整流电路
电源故障
输入电源缺相、电压过高或过 低，影响整流电路的正常运行
。
பைடு நூலகம்
故障诊断方法与步骤
外观检查
观察整流电路的外观，检查是否有明显的烧 毁、断裂等故障现象。
电阻测量
使用万用表测量整流电路中各元件的电阻值， 判断是否正常。
电压测量
测量整流电路的输入和输出电压，判断是否 在正常范围内。
的电压和电流。
电路优化方法
降低损耗 选择低阻抗的元件，以减小电路的导通电阻和漏电流。 采用合理的散热设计，确保元件温度不超过额定范围。
电路优化方法
提高效率
1
2
优化电路布局，减小线路损耗。
3
选择适当的触发延迟角，以平衡输出电压和电流， 提高转换效率。
电路优化方法
01
增强稳定性
02
加入适当的反馈控制，如电压反馈或电流反馈，以提高电 路的稳定性。
稳定性
确保电路在各种工况下都能稳定运行 。
设计原则与步骤
• 可靠性：选用可靠的元件，确保电路的长 期稳定运行。
设计原则与步骤
1. 明确设计要求
确定输出电压、电流的规格以及电路 的效率要求。
2. 选择合适的元件
根据设计要求选择合适的晶闸管、二 极管、电容、电感等元件。
设计原则与步骤
3. 设计主电路
03
优化元件参数匹配，减小参数失配对电路稳定性的影响。
06
晶闸管相控整流电路的 故障诊断与维护
常见故障类型与原因
晶闸管损坏
由于电流过大、电压过高或散 热不良等原因，导致晶闸管烧
毁或击穿。
触发电路故障
晶闸管对触发电路
第六章晶闸管触发电路6．1 晶闸管对触发电路的基本要求6．1．1 触发信号的种类晶闸管由关断到开通，必须具备两个外部条件：第一是承受足够的正向电压；第二是门极及阴极之间加一适当反向电压、电流信号(触发信号)。
门极触发信号有直流信号、交流信号和脉冲信号三种基本形式。
(1)直流信号在晶闸管加适当的阳极正向电压的情况下，在晶闸管门极及阴极间加适当的直流电压，则晶闸管将被触发导通，如图6．1(a)、(b)所示。
这种触发方式在实际中应用极少。
因为晶闸管在其导通后就不需要门极信号继续存在。
若采用直流触发信号将使晶闸管门极损耗增加，有可能超过门极功耗；在晶闸管反向电压时，门极直流电压将使反向漏电流增加，也有可能造成晶闸管的损坏。
(2)交流信号如图6．1(c)所示，在晶闸管门极及阴极间加入交流电压，当交流电压Dc，uc，时，晶闸管导通。
uc，是保证晶闸管可靠触发所需的最小门极电压值，改变u。
值，可改变触发延迟角o。
这种触发形式也存在许多缺点，如：在温度变化和交流电压幅值波动时，触发延迟角(不稳定；改变交流电压u。
值来调节。
的变化范围较小(0’《。
《90‘)，精度低徊l／dc不能太大等。
(3)脉冲信号脉冲信号如图6．1(d)·(h)所示，其中(d)为尖脉冲；(e)为宽脉冲；(f)为脉冲列；(s)为双脉冲；(h)为强触发脉冲。
在晶闸管门极触发电路中使用脉冲信号，不仅便于控制脉冲出现时刻，降低晶闸管门极功耗，还可以通过变压器的双绕组或多绕组输出，实现信号的隔离输出。
因此，触发信号多采用脉冲形式。
第118页6．1．2 晶闸管对门极触发电路的要求晶闸管门极触发信号由触发电路提供，由于晶闸管电路种类很多，如整流、逆变、交流调压、变频等；所带负载的性质也不相同，如电阻性负载、电阻—电感性负载、反电势负载等。
仅管不同的情况对触发电路的要求也不同，但其基本要求却是相同的，具体如下：(1)触发信号应有足够的功率(电压、电流)这些指标在产品样本中均已标明，由于晶闸管元件门极参数分散性大，且触发电压、电流值受温度影响会发生变化。
晶闸管的触发电路
晶闸管的触发电路————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：第三章晶闸管的触发电路学习目标1. 能根据晶闸管主电路的特点选择合适的触发电路，并能进行正确地连接与调试。
2. 熟悉几种常用触发电路的组成和工作原理。
3. 能用示波器测试触发电路关键点的波形，根据现象能够排除触发电路的故障。
控制晶闸管导通的电路称为触发电路。
触发电路通常以组成的主要器件名称分类，可分为：单结晶体管触发电路、晶体管触发电路、集成触发电路、计算机控制数字触发电路等。
第一节单结晶体管触发电路一、触发电路简介1．触发电路分类：单结晶体管触发电路、晶体管触发电路、集成触发电路、计算机控制数字触发电路等。
2．常见的触发脉冲电压波形图3-1 常见的触发脉冲电压波形a)正弦波 b)尖脉冲 c)方脉冲 d)强触发脉冲 e)脉冲列3．要求多数晶闸管电路要求触发脉冲前沿要陡，以实现精确的触发导通控制。
当负载为电感性时，触发脉冲必须具有一定的宽度，以保证晶闸管的电流上升到擎住电流以上，使之可靠导通。
二、单结晶体管1．单结晶体管的结构单结晶体管是在一块高电阻率的N型硅片两端，用欧姆接触方式引出第一基极b1和第二基极b2，b1与b2之间的电阻为N型硅片的体电阻，约为 3～12kΩ，在硅片靠近b2极掺入P型杂质，形成PN结，由P区引出发射极e。
图3-2单结晶体管a)结构示意 b)等效电路 c)图形符号 d)外形及管脚2．单结晶体管型号：有BT33和BT35两种，其中B表示半导体，T表示特种管，第一个数字3表示有3个电极，第二个数字3(或5)表示耗散功率300mW(或500mW)。
3．判断管脚：用万用表来判别单结晶体管的好坏比较容易，可选择R×1k电阻挡进行测量，若某个电极与另外两个电极的正向电阻小于反向电阻，则该电极为发射极e，接着测量另外两个电极的正反向电阻值应该相等。
晶闸管触发电路
形与时间横轴的交点,就改变了V4转为导通的时刻,即改变了触发脉冲产生的 时刻,达到移相的目的.
2.6.2
单结晶体管也称为双基极二极管,它有一个发射极和两个基 极, 外形和普通三极管相似. 单结晶体管的结构是在一块高电阻 率的N型半导体基片上引出两个欧姆接触的电极：第一基极B1 和第二基极B2；在两个基极间靠近B2处,用合金法或扩散法渗入 P型杂质,引出发射极E.单结晶体管共有上述三个电极, 其结构示 意图和电气符号如图1-15所示.B2 、B1间加入正向电压后, 发射 极E、 基极B1间呈高阻特性. 但是当E的电位达到B2 、B1间电压 的某一比值例如59%时,E、 B1间立刻变成低电阻,这是单结晶体 管最基本的特点.
1、KC04移相触发器 主要用于单相或三相全控桥装置
1KC04移相触发器的主要技术指标如下： 电源电压：DC±l5V,允许波动±5%； 电源电流：正电流≤l5mA,负电流≤8mA；
移相范围：≥ 170 0 u=s 30V, =lR54KΩ； 脉冲宽度：400s～2ms；
脉冲幅值：≥13V； 最大输出能力：100mA；
2． 移相控制
当调节电阻RP增大时,单结晶体管充电到峰点电压Up的时间 即充电时间增大,第一个脉冲出现的时刻后移,即控制角α增大, 实现了移相.
3．
触发脉冲由R1直接取出,这种方法简单、经济, 但触发电路 与主电路有直接的电联系,不安全. 可以采用脉冲变压器输出来 改进这一触发电路.
3．单结晶体管触发电路
第2章 晶闸管相控整流电路
2. 基本数量关系
(1) 直流输出电压平均值Ud与输出电流平均值Id
直流输出电压平均值Ud :
1 p 2U 2 1 cos a 1 cos a Ud 2U 2 sin wtdwt 0.45U 2 2π a π 2 2
输出电流平均值Id :
Ud U 2 1 cos a Id 0.45 R R 2
载的电流可以突变。
e)
0
wt
图2-1 单相半波可控整流电路 （电阻性负载）及波形
T
VT
u
1
u 2
uVT
i d u d R
图2-1 单相半波可控整流电路及波形
b)
u 2 0 u g
0
c)
wt
1
p
2p
wt wt
d)
u d
e)
0 a
uVT
q
wt
0
wt
在分析电路工作过程之前先假设以下几点：
开关元件是理想的，即开关元件（晶闸管）导通时，通态 压降为零，关断时电阻为无穷大。 变压器是理想的，即变压器漏电抗为零，绕组的电阻为零， 励磁电流为零。 触发角α ：从晶闸管开始承受正向阳极电压起到施加 导通角θ ：晶闸管在一个电源周期中处于通态的电角度 称为导通角，用θ表示 。两者关系为 α＋θ=π。 移相与移相范围 （1）移相:是指改变触发脉冲ug出现的时刻，即改变控制 角的大小。 （2）移相范围:是指改变触发脉冲ug的移相范围，它决定 了输出电压大小的变化范围。
第一节
一、电阻性负载
单相半波相控整流电路
T α) u u VT u
1 2
id
VT
u
d
晶闸管对触发电路的要求
扬州工业职业技术学院 电子系 范丛山
晶闸管是单向可控器件，晶闸管承受正 向阳极电压的同时，门极还要加上适当的触 发电压才能由阻断转入导通状态。改变触发 脉冲的输出的时间，即可以改变控制角的大 小，从而达到改变输出直流平均电压的目的。
一、晶闸管对触发电路的要求 触发信号可以使交流、直流或脉冲，脉冲信号 只能在门极为正、阴极为负时起作用。触发信号的 电压波形有多种形式。 1、触发信号应有足够的功率（电压与电流） 触发电路输出的触发电压和触发电流，应大于 晶闸管的门极触发电压和门极触发电流。在触发信 号为脉冲形式时，只要触发功率不超过规定值，触 发电压、电流的幅值在短时间内可大大超过额定值。
（四）双脉冲形成环节 对于三相全控桥整流电路要求触发脉冲必须采 用宽脉冲或双脉冲，此电路可实现双脉冲输出，相 邻两个脉冲的间隔为60。
（五）强触发及脉冲封锁环节 晶闸管采用强触发可缩短开通时间，提高晶闸 管承受电流上升率的能力，有利于改善串并联元件 的动态均压与均流，增加触发可靠性。
五、触发脉冲与主电路电压的同步
（一）同步环节 同步环节由同步变压器Ts、晶体管VT2、VD1、VD2、 R1以及C1等组成。在锯齿波触发电路中，同步就是要求锯 齿波的频率与主回路电源频率相同。锯齿波是由开关管VT2 控制的，VT2有截止变为导通期间产生锯齿波，VT2截止持 续时间就是锯齿波的宽度，VT2开关的频率就是锯齿波的频 率。要使触发脉冲与主回路电源同步，必须使VT2开关频率 与主回路电源频率达到同步。
2、触发脉冲要具有一定的宽度，前沿要陡 触发脉冲的宽度一般应保证晶闸管阳极电流在 触发脉冲消失前达到擎住电流，使晶闸管能保持通 态，这是最小的允许宽度。 3、触发脉冲的移相范围应能满足变流装置的要求 触发脉冲的移相范围与主电路形式、负载性质 及变流装置的用途有关。如三相半波电阻性负载时， 要求移相范围为150，而三相桥式全控电阻性负载 要求移相范围为120。 4、触发脉冲与主回路电源电压必须同步 为了使晶闸管在每一周期都能重复在相同的相位 上触发，保证变流装置的品质和可靠性，触发电路 的同步电压与主回路电源电压必须保持某种固定的 相位关系。
晶闸管触发电路
•1.1 单结晶体管
单结晶体管又叫双基极二极管，是具有一个PN结的三 端负阻器件。 单结晶体管触发电路结构简单，输出脉 冲前沿陡峭，抗干扰能力强，运行可靠，调试方便，广 泛应用与小容量晶闸管触发控制。
1.单结晶体管的结构ຫໍສະໝຸດ 等效电路在一个低掺杂的N型硅棒上利 用扩散工艺形成一个高掺杂P 区，在P区与N区接触面形成 PN 结 ， 就 构 成 单 结 晶 体 管 (UJT)。其结构如图 (a)所示，
当Ueb1增大，使PN结正向电压大于开启电压时，则IE变为正向电流，从 发射极e流向基极b1,此时，空穴浓度很高的P区向电子浓度很低的硅棒的A— b1区注入非平衡少子；由于半导体材料的电阻与其载流子的浓度紧密相关， 注入的载流子使rb1减小；而且rb1的减小，使其压降减小，导致PN结正向电 压增大，IE随之增大，注入的载流子将更多，于是rb1进一步减小；当IE增大 到一定程度时，二极管的导通电压将变化不大，此时UEB1。将因rb1的减小而 减小，表现出负阻特性。
P型半导体引出的电极为发射极E； N型半导体的两端引出两个电极， 分别为基极B1和基极B2，B1和B2 之间的N型区域可以等效为一个纯 电阻，即基区电阻RBB。该电阻的 阻值随着发射极电流的变化而改 变。单结晶体管因有两个基极， 故也称为双基极晶体管。其符号 如图(b)所示。
单结晶体管的等效电路如图(c)所 示，发射极所接P区与N型硅棒 形成的PN结等效为二极管D；N
型硅棒因掺杂浓度很低而呈现高 电阻，二极管阴极与基极B2之间 的 等 效 电 阻 为 RB2 ， 二 极 管 阴 极 与基极B1之间的等效电阻为RB1； RB1的阻值受E-B1间电压的控制， 所以等效为可变电阻。
2、工作原理和特性曲线
当e-b1电压Ueb1为零或(Ueb1< UA)时，二极管承受反向电压，发射极的电 流Ie为二极管的反向电流，记作IEO。
晶闸管及其触发电路简介
第一节
b2 Rb2 A Rb1 b1
单结晶体管触发电路
Ue
e
VD
UD
R U b 2 bb U U A bb R R b 1 b 2
P
B
V
ie U
e
b2 b1
Ubb
截止区 负阻区 饱和区
Ue
ie
饱 和 区
Ue达到UV 之后，单结晶体管处于饱和导通状态。
第一节
单结晶体管触发电路
二、单结晶体管自激振荡电路
7
8 7 6 5 4 3 2 1
5
J 0 4 K 0
J 0 4 K 0
C
1
R 10 C
8
8 7 6 5 4 3 2 1
R 11 C
9
8 7 6 5 4 3 2 1
J04 K 0
R
12
( 1~ 6 脚 为 6路 单 脉 冲 输 入 )
1
2
3
4
5
6
7 10
K J041
16 15 14 13 12 11
8
集电极
C集 电 极 a )
栅极
c )
发射极
绝缘栅双极晶体管（IGBT）
导通关断条件
C
驱动原理与电力MOSFET基 本相同，属于场控器件，通 断由栅射极电压uGE决定。
G
E
绝缘栅双极晶体管（IGBT）
导通关断条件
C
导通条件：在栅射极间加正 电压UGE。 UGE大于开启电压UGE(th) 时，MOSFET内形成沟道， G 为晶体管提供基极电流， IGBT导通。
V1 4 R2 1 V1 3 V1 5
V1 6 15
5 +15V R2 3
晶闸管触发电路
晶闸管触发电路1. 引言晶闸管（Thyristor）是一种重要的电子元件，在电力控制和功率电子领域具有广泛的应用。
晶闸管的触发电路是控制晶闸管导通或截止的关键部分。
本文将介绍晶闸管触发电路的工作原理、分类以及常见的电路设计。
2. 工作原理晶闸管触发电路的核心原理是通过控制一定的触发电压或电流，使晶闸管从关断状态转变为导通状态。
在正常工作状态下，晶闸管是一个双向控制的开关，其阻断能力较强。
晶闸管触发电路一般由触发电源、触发信号处理电路和触发脉冲发生电路组成。
触发电源提供所需的触发信号电压或电流；触发信号处理电路对来自触发电源的信号进行滤波、放大等处理；触发脉冲发生电路根据控制要求产生一定的触发脉冲。
3. 分类根据晶闸管触发电路的工作原理和触发方式的不同，晶闸管触发电路可以分为以下几类：3.1 瞬态触发电路瞬态触发电路是指在很短的时间内产生一个高幅值的触发脉冲，以确保晶闸管能够迅速地达到导通状态。
常见的瞬态触发电路包括单脉冲触发电路和多脉冲触发电路。
3.2 交流触发电路交流触发电路主要用于控制交流电源下的晶闸管。
交流触发电路可以根据触发方式的不同分为电流触发电路和电压触发电路。
3.3 直流触发电路直流触发电路主要用于控制直流电源下的晶闸管。
直流触发电路可以根据触发方式的不同分为电流触发电路和电压触发电路。
4. 常见电路设计4.1 单脉冲触发电路设计单脉冲触发电路设计是一种常见的瞬态触发电路设计。
下面是一个基于电流触发方式的单脉冲触发电路设计示意图：4.2 电流触发电路设计电流触发电路设计主要用于控制直流电源下的晶闸管。
下面是一个基于电流触发方式的电流触发电路设计示意图：4.3 电压触发电路设计电压触发电路设计主要用于控制交流电源下的晶闸管。
下面是一个基于电压触发方式的电压触发电路设计示意图：5. 总结晶闸管触发电路是控制晶闸管导通或截止的关键部分。
晶闸管相控触发电路(1)幻灯片PPT
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。
门 极 触 发 电 压 U G T： 指 与 门 极 触 发 电 流 C 相 对 应 的 门 极 直 流 电 压 ， U G T 一 般 为 1 V~5V
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。
(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。
晶闸管相控触发电路(1)幻 灯片PPT
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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：
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 GFM
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
PG M 1 5W
0HIJ0区域为不触发区：当晶闸管门极
第2章 晶闸管三相整流电路
3、数量关系
（1）输出电压平均值 由于ud波形连续，所以计算输出电压Ud时只需一个计算公 式
Ud
1
2 /
3
5 6
6
2U2 sin td (t) 1.17U2 cos
（2）输出电流平均值
Id
1 R
1.17U
α=60º是输出电压波形连续和断续的分界点，输出电压平均 值应分两种情况计算：
（1）α≤60º
Ud
1
/3
2 3
3
2
3U2 sintd (t) 2.34U2 cos 1.35U2L cos
（2）α＞60º
Ud
1
/3
3
3
2U2 sin td (t) 2.34U2[1 cos( / 3 )]
三相桥式全控整流电路带电感性负载α =0度时的波形
三相桥式整流电路带电感性负载， α =90度时的波形
2、参数计算
（1） 输出电压平均值
由于 ud波形是连续的，
Ud
1
/3
2 3
3
6U2 sintd(t)
2.34U2 cos 1.35U 2L cos
（2）输出电流平均值
Id
1 R
2.34U 2
三相桥式全控整流电路带电阻负载α=0度时的波形
三相桥式全控整流电路带电阻负载α =60度时的波形
三相桥式全控整流电路带电阻负载α =90度时的波形
三相全控桥式整流电路的工作特点：
（1）任何时候共阴、共阳极组各有一只元件同时导通才能形成 电流通路。
（2）共阴极组晶闸管VT1、VT3、VT5，按相序依次触发导通， 相位互差120º，共阳极组VT2、VT4、VT6，相位相差120º， 同一相的晶闸管相位相差180º。每个晶闸管导通角120º；
第3章晶闸管相控触发电路5-PPT资料53页
F
1
IGT
A
BC
L G
0
2
4 U GT 6
8
U U G F M
G
V
IGT
A
(a )
B
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
IGD
H
I J
区域时，有的晶闸管可以触发开通，
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。
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。
uk
VD2
R2 VD1
V1
当 usyuk0时 ， V 1截 止 ， 电 容 C 经 R 3, V D 2充 电 ， 电 容 电 压 极 性 为 左 正 右 负 ；
当 usyuk＝ 0时 ， V 1 由 截 止 变 为 饱 和 导 通 ，
三相晶闸管触发电路作用
三相晶闸管触发电路作用
三相晶闸管触发电路的主要作用是控制电流和实现开关功能。
通过改变晶闸管电极之间的电压、电流和脉冲信号等参数，触发电路能够在合适的时间点触发晶闸管并导通或截止，从而控制电路中的电流强度，实现对电路的控制和调节。
具体来说，触发电路的设计目标是在控制条件下提供足够大的电流来触发晶闸管的导通，并在必要时撤销触发信号以切断晶闸管。
这样可以根据不同的需求和应用场景来设计和调整参数，以实现最佳的控制效果。
此外，三相晶闸管触发电路在电力电子系统中被广泛应用，如直流调速系统、交流调压系统、逆变器等。
在这些系统中，触发电路通过控制晶闸管的触发信号，能够实现电流的开关和转换，控制功率的输出形式和大小。
第五章 晶闸管触发电路
的结构和触发脉冲信号波形均有一定的要求。
一 、 晶闸管对触发电路的要求
1. 触发脉冲应有足够的幅度 触发脉冲幅度太低, 晶闸管因门极触发电压幅度不够而不能触发导通, 触 发电压大小应根据晶闸管门极参数确定, 1000A以下晶 闸管,门极正向峰值电压在6～16V之间,门极不触发电 压小于等于4V。
2. 触发脉冲应有足够的宽度 触发脉冲应保证晶 闸管阳极电流Ia 上升到大于擎住电流IL 时才能消失,否 则,晶闸管不能导通,一般晶闸管要求脉冲宽度τ ＞180 , 全控桥脉冲宽度为 600＜τ ＜1200 。电感性负载一般 要求宽脉冲触发。
U e U bb∶
VD反偏、截止
U bb U D U e U∶ VD正偏、但<UD，仍截止 bb
U e U bb U D∶
VD正偏、导通
, 阻值
P 区空穴 N 区 , 使 N 区载流子增加
R b 1 U
A
U bb PN 结正偏 I e
1 C2
I 1c t
同步电压Us（UT）用来控制V2 管的工作状态,V2管截止时,形成锯齿 波的上升段,V2管导通时,形成锯齿波 的下降段。锯齿波的上升斜率由V1构 成的恒流源的充电时间常数τ = （R3+ RP2 ）C2来确定,因此， RP2是 用来调节锯齿波斜率的。下降斜率则 由V2导通时放电回路的时间常数 τ =R4C2来确定。锯齿波的底部宽度 由电阻电容R1C1的大小来确定。锯齿 波触发电路的各点波形如图5-3所示。 锯齿波电压经射极输出器V3输出得到 的是单极性的锯齿波,它与偏移电压 Up并联,就得到了有交点的正负变化 的锯齿波。采用射极输出器是为了减 小各信号电压之间的相互影响。
Uc= 0
第5章晶闸管相控触发电路1217
)
求得： CR ln( 1
UG ) U
由上式可知：当U ,U G 为定值时，与R为线性关系，改变电阻R便可调节控制角； 当U G , R为定值时，改变电源电压U也可调节控制角，与U为非线性关系。 通常采用可变电阻调节控制角。
5.2 控制角的移相控制方法
二.垂直移相控制方法
U
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。 (2)触发脉冲应具有一定的宽度。
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20 s ~ 50 s; 电感性负载脉冲宽度最好不小于100 s，一般取1ms。 触发脉冲的前沿要尽可能陡。
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。
当t 0时，uC 0，零初始条件下的 RC电路响应 则 uC U (1 e
t RC
)
_
RC
令t 时，uC U G , 代入上式得： U G U (1 e
对应于一个稳定工作状态，u k 应为定值。 改变u k , 就可以改变产生脉冲的时刻，起到移相控制作用。
图 垂直移相控制电路
5.2 控制角的移相控制方法
1.线性垂直移相控制方法： 即移相信号电压 us y在移相范围内线性变化 。
uh：锯齿波信号
W1 W2 W3
uh up uk uh u p
0
U sym
(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
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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
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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。
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。
第2页/共40页
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
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
2
处过零，则
uk 0
uk 0
uk 0
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a 2
a 2
a 2
线性垂直移相控制方法
uh
W1
up
W2
uk
W3
uh up
0
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
GT
C 相对应的门极直流电压，
UGT 一般为1V ~ 5V
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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。
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
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。
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。
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5.2 控制角a 的移相控制方法
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 )
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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；
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
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垂直移相控制方法
uh
W1
up
W2
uk
W3
uh up
0
usy
U sym
0
2
U sym
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。