第一节_晶闸管触发电路基本原理_270903841
第10单元 晶闸管触发电路
半导体变流技术 晶闸管触发电路
三、脉冲变压器：
（一）作用： 1、起阻抗匹配作用。降低脉冲电压幅值增大输出电流，更好地触 发晶闸管。 2、可改变脉冲正负极性或同时送出两组独立脉冲。 3、将低电压的触发电路与高电压的主电路在电气上加以隔离。 （二）特性： 一般变压器传递的是正弦交流电压，而脉冲变压器传递的是前沿 陡削的单方向脉冲电压。
同步寄存器输出控制锯齿波发生电路，锯齿波的斜率大小由 第9脚外接电阻和10脚外接电容决定。脉冲宽度由12脚外接电容 大小决定，14、15脚输出对正负半周和正半周的触发脉冲，移相 控制电压从11脚输入。
半导体变流技术 晶闸管触发电路 二、数字式触发电路
○°
分频器 Uc
脉
冲
180°
形成器
双 稳
滤波 移相 限幅
min
与 min 的限制措施，移相范围达不到 0º ～180º 。
晶闸管触发电路
第三节 锯齿波同步触发电路
一、电路的组成及工作原理：
（一）电路的组成 由脉冲形成、同步移相、输出等环节组成。
晶闸管触发电路
晶闸管触发电路 （二）工作原理
1、脉冲形成：
V V V V V 4 截止时， 5 、 6 饱和导通， 7 、 8 处于截止状态，无脉冲输出。 V 4 导通时， 5 截止， 、 饱和导通，脉冲输出。 V V V
（三）在晶体管门阴极之间或在脉冲变压器二次侧输出端，串 并二极管、电阻、电容有助于防干扰。
（四）采用触发电流大的晶闸管。晶闸管触发电路半导体变流技术 晶闸管触发电路 TCA785 集成触发电路图
同步 寄存器 过零检测 放电检测
+ -
逻 辑 控 制
比教器
放电三极管
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。
晶闸管触发电路原理
晶闸管触发电路原理
晶闸管触发电路是一种用来控制晶闸管导通或关断的电路。
晶闸管是一种双电极四层结构的半导体器件，当控制电压达到一定值时，晶闸管将导通，形成低电压通道，允许大电流通过。
而当控制电压低于一定值时，晶闸管会关断，形成高电压阻断状态。
晶闸管的触发电路一般由两部分组成：触发脉冲发生器和触发脉冲放大器。
触发脉冲发生器负责产生控制信号，而触发脉冲放大器则负责放大触发信号，使之能够控制晶闸管的导通或关断。
触发脉冲发生器通常是利用电容和电感等元件来形成一个振荡电路，产生临时性的高幅度脉冲信号。
这个脉冲信号可以通过电压调节器进行调节，以确保触发脉冲的幅度和宽度符合晶闸管的要求。
触发脉冲放大器接收触发脉冲发生器产生的脉冲信号，并将其放大到足以触发晶闸管的电压级别。
这个放大过程中通常会使用放大电路，如放大器或变压器等。
当触发脉冲传递到晶闸管上时，它会改变晶闸管的电特性，从而实现导通或关断。
触发脉冲的幅度、宽度和频率等参数决定了晶闸管的导通和关断速度以及电流大小。
总而言之，晶闸管触发电路是利用触发脉冲发生器和触发脉冲
放大器，通过产生和放大脉冲信号来控制晶闸管的导通或关断，实现对电流的控制。
晶闸管的触发电路原理
晶闸管的触发电路原理
晶闸管（thyristor）是一种半导体器件，具有双向导电性能，在电力电子中常用作开关装置。
为了控制晶闸管的导通，需要使用一个触发电路。
触发电路的主要原理是根据输入信号的变化来控制晶闸管的导通。
一种常见的触发电路是基于脉冲变压器的设计。
该电路主要由一个变压器、一个电容器和一个电阻器组成。
当输入信号为正半周时，变压器将电压放大到足够高的水平，这使得电容器能够充电。
当电容器充电达到足够的电压时，晶闸管将被触发并导通。
当输入信号为负半周时，晶闸管将被阻断并停止导通。
另一种常见的触发电路是基于光耦合器的设计。
该电路使用光耦合器将输入信号隔离，使得输入信号可以与晶闸管的控制电源完全独立。
当输入信号为正半周时，光耦合器将导通并激活晶闸管。
当输入信号为负半周时，光耦合器将阻断并切断晶闸管的控制电源。
除了上述两种触发电路，还有其他一些设计，如电流触发电路和电压触发电路。
不同的触发电路适用于不同的应用场景，可以根据需求选择合适的触发电路。
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。
晶闸管电磁触发原理
晶闸管电磁触发原理
晶闸管电磁触发原理
晶闸管电磁触发原理是指利用电磁感应原理来触发晶闸管的导通，从而实现电路的控制。
晶闸管是一种半导体器件，具有单向导电性和可控性，广泛应用于电力电子领域。
晶闸管电磁触发原理的实现需要借助电磁铁和磁芯。
电磁铁是一种将电能转化为磁能的装置，由线圈和铁芯组成。
当电流通过线圈时，会在铁芯中产生磁场，从而吸引或排斥铁芯上的铁块。
磁芯是一种能够集中磁场的材料，通常采用铁、镍、钴等磁性材料制成。
在晶闸管电磁触发电路中，电磁铁的线圈串联在晶闸管的控制端，当电流通过线圈时，会在磁芯中产生磁场，从而使晶闸管的控制端电压达到触发电压，使其导通。
当电流停止通过线圈时，磁场消失，晶闸管也会自动关闭。
晶闸管电磁触发原理的优点是触发电路简单、可靠性高、响应速度快等。
它广泛应用于电力电子领域，如变频器、电动机控制、电焊机、UPS等。
在这些应用中，晶闸管电磁触发电路可以实现对电路的精确控制，从而提高电路的效率和稳定性。
晶闸管电磁触发原理是一种重要的电路控制方法，它利用电磁感应原理实现对晶闸管的控制，具有简单、可靠、快速等优点，广泛应用于电力电子领域。
晶闸管的门极触发电路
晶闸管的门极触发电路
图3 锯齿波同步触发电路共包括五个环节，分别为：锯齿波形成环节、脉冲移相环节、脉冲形成及放大环节、强触发脉冲形成环节、双脉冲形成环节。
锯齿波形成环节是通过一个恒流源电路对电容进行恒流充电，从而形成锯齿波同步信号的上升沿，其下降沿是电容通过一小电阻放电而形成的。
锯齿波的宽度由电路参数打算，其频率则与电源电压频率相同。
脉冲移相环节是将锯齿波同步电压、偏移电压及掌握电压进行叠加，其过零点打算触发脉冲的起始时刻。
若偏移电压不变时，转变直流掌握电压可以使脉冲移相。
在这里加入偏移电压的目的，是使掌握电压为零时主电路的整流输出电压为零。
脉冲形成与放大环节的作用与正弦波触发电路基本相同。
强触发脉冲形成环节是通过一个单独的沟通电源整流后，得到50V的直流电压，在触发脉冲的起始时刻该电压通过脉冲变压器加到晶闸管的门极上，从而形成强触发脉冲。
触发电路各点电压波形如图4所示。
图4 双脉冲产生环节是依据三相全控桥式整流电路的特别要求，触发电路输出两个间隔为60°的双脉冲。
产生双脉冲的方法有两种，一种是外双脉冲方法，另一种是内双脉冲方法。
在此触发电路中采纳的是内双脉冲的方法，即每个触发单元一个周期内产生两个间隔为60°的双脉冲，只供应一个桥臂的晶闸管，这种电路虽然比较简单，但输
出功率可以削减。
晶闸管及其触发电路简介
在风电变流器中，晶闸管用于实现风能发电的整流和 逆变。
储能系统
晶闸管在储能系统中用于实现充放电控制和直流交流 转换等功能。
晶闸管与其他电子器件的集成和优化
集成化控制电路
将晶闸管与控制电路集成在一起，实现高效、紧 凑的电力电子系统。
混合式电路
将晶闸管与其他电子器件（如二极管、晶体管等） 混合使用，实现特定功能的电路。
在异常情况下，触发电路可以起 到保护晶闸管的作用，防止其过 热或损坏。
触发电路的种类生脉冲信号触发晶闸管。
晶体管触发电路
利用晶体管的开关特性产生脉冲信号触发晶闸管。
IC集成触发电路
利用集成电路产生脉冲信号触发晶闸管，具有精度高、可靠性高、 体积小等优点。
02
触发电路简介
触发电路的作用
控制晶闸管的导通和关断
触发电路的主要作用是通过提供触发信号来控制晶闸管的 导通和关断，从而实现电路的开关控制。
保证电路的稳定运行
触发电路可以保证晶闸管在适当的时刻导通或关断，从而 保证整个电路的稳定运行，避免因晶闸管误动作而引起的 电路故障。
提高电路的效率
触发电路的设计可以优化晶闸管的导通和关断时间，从而 提高电路的效率，减少能源的浪费。
系统级封装
将多个晶闸管和其他电子器件封装在一个封装内， 实现系统级优化和集成。
感谢观看
THANKS
宽禁带半导体材料的应用
宽禁带半导体材料如硅碳化物和氮化镓具有高临 界击穿电场和高电子饱和速度等优点，应用在晶 闸管中可提高其性能。
智能控制和集成化
将晶闸管与传感器、控制电路等集成在一起，实 现智能控制和集成化，提高系统的可靠性和效率。
晶闸管在新能源领域的应用
晶闸管触发电路共46页文档
▪
30、意志是一个强壮的盲人，倚靠在明眼的跛子肩上。——叔本华
谢谢！
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晶闸管触发电路
11、获得的成功越大，就越令人高兴 。野心 是使人 勤奋的 原因， 节制使 人枯萎 。 12、不问收获，只问耕耘。如同种树 ，先有 根茎， 再有枝 叶，尔 后花实 ，好好 劳动， 不要想 太多， 那样只 会使人 胆孝懒 惰，因 为不实 践，甚 至不接 触社会 ，难道 你是野 人。(名 言网) 13、不怕，不悔(虽然只有四个字，但 常看常 新。 14、我在心里默默地为每一个人祝福 。我爱 自己， 我用清 洁与节 制来珍 惜我的 身体， 我用智 慧和知 识充实 我的头 脑。 15、这世上的一切都借希望而完成。 农夫不 会播下 一粒玉 米，如 果他不 曾希望 它长成 种籽； 单身汉 不会娶 妻，如 果他不 曾希望 有小孩 ；商人 或手艺 人不会 工作， 如果他 不曾希 望因此 而有收 益。-- 马钉路 德。
▪
26、要使整个人生都过得舒适、愉快，这是不可能的，因为人类必须具备一种能应付逆境的态度。——卢梭
▪
27、只有把抱怨环境的心情，化为上进的力量，才是成功的保证。——罗曼·罗兰
▪
28、知之者不如好之者，好之者不如乐之者。——孔子
晶闸管及其基本电路概述(ppt 38页)
I
' e
——实际电流有效值）
4) I H （维持电流）——在规定的环境温度和控制极断 路时，维持元件继续导通的最小电流。
一般为几十mA ~ 一百多mA，其数值与温度成反比，如：
IH1120C 12IH2 25C
5. 型号及其含义（国产晶闸管）
3 CT /
U DRM
IT 可控整流元件 N型硅材料 三个电极
l 输入电压负半周，触发VS2，VS1和V2反向 截止，电流通路为：
2 V2 SR V 1 1
1) 电阻性负载
与半波整流相比较， U d 和 I d 增加了一倍，分别为：
Ud 0.9U21c2os
Id
0.9U21c os
R2
2) 电感性负载
l 加续流二极管——不出现“失控”现象。
B. 晶闸管的优缺点
l 优点： 1) 功率放大倍数可达几十万倍； 2) 控制灵敏，反应快； 3) 损耗小，效率高； 4) 体积小，重量轻； 5) 改善了工作条件，维护方便。
l 缺点： 1) 过载能力弱； 2) 抗干扰能力差； 3) 导致电网电压波形畸变； 4) 控制电路比较复杂。
10.1 电力半导体器件 10.1.1 晶闸管（SCR）
2)控制极只需加正触发脉冲电压。 3)具有可控单向导电性（正、反向阻断能力）。
l 导通原因
1) 等效为PNP型和NPN型两个晶体管的组合。
2) 阳极和控制极均加正向电压时， I g 经 VT 2 放大，集
电极电流为
2
I
（
g
VT
1
基极电流），又经 VT 1 放大， VT 1 集电
极电流为
1
2
I
第一节_晶闸管触发电路基本原理_270903841
α UK = π M
α=
MU
π
K
= KU K
U
mean
=U d 0 cosα =U d 0 cos(KU K)
(B) 余弦波时，输出平均电压与控制电压为Βιβλιοθήκη 性关系UαK
= U M cos α
UK UC
UF π
0
ωt
U
mean
M
cos ω t
U U =U cosα =U U
d0 d0
K
= K PU K
相位关系
电路图
2. 移相触发脉冲产生的原理
同步 信号 锯齿波(或余弦波) 发生器 －E α UC UK ωt UF UT Ug 0 ωt UC 比较器 UK +E UF Ug 整形器
结构框图
0
(A) 锯齿波时，输出平均电压与控制电压为非线性关系
α UC UK ωt π UT UF
0
设锯齿波幅值为M,
第四章 电力电子器件的驱动与缓冲吸收电路 (Drive and Snubber of Power Electronic Devices) 4.1 概述 1. 驱动电路的重要性； 2. 不同器件对驱动信号的要求不同； 3. 开关过程中缓冲电路的作用。
第一节 晶闸管触发电路基本原理 4.2 晶闸管触发电路 4.2.1 晶闸管对触发信号的要求 （1）信号幅值要求； （2）信号宽度要求； （3）信号上升率要求； （4）驱动信号为脉冲方式。
4.2.2 晶闸管触发电路的基本组成部分及工作原理 1. 同步信号的产生
u
u
a
u
b
u
c
0
ωt
α角变化范围
同步信号
(1) 采用同步变压器降压，经RC移相后得到
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4.2.2 晶闸管触发电路的基本组成部分及工作原理 1. 同步信号的产生
u
u
a
u
b
u
c
0
ωt
α角变化范围
同步信号
(1) 采用同步变压器降压，经RC移相后得到
A
(A) 同步变压器 ∆/Y11联结
Ua
A UAB B C 0
UAB UA Ua UTa
0 B 60
a b c
UTa
相位关系
600 移相
UTb UTc
M
3.触发脉冲的功率放大与隔离输出
+E R2 T Vs VTh
高频振荡器
D1 R1 VT
D2
D3 脉冲变压器
R3
C
触发脉冲
与 门
双脉冲形成原理（窄脉冲）
+E R2 T D2 D3 D4 VT D5 R4 C2 R3 C1 VTh2 VTh1
（A）外双 脉冲形式
Vs D1 R1
（B）内双 脉冲形式
相位关系
电路图
2. 移相触发脉冲产生的原理
同步 信号 锯齿波(或余弦波) 发生器 －E α UC UK ωt UF UT Ug 0 ωt UC 比较器 UK +E UF Ug 整形器
结构框图
0
(A) 锯齿波时，输出平均电压与控制电压为非线性关系
α UC UK ωt π UT UF
0
设锯齿波幅值为M,
α UK = π M
α=
MU
π
K
= KU K
U
mean
=U d 0 cosα =U d 0 cos(KU K)
(B) 余弦波时，输出平均电压与控制电压为线性关系
U
α
K
= U M cos α
UK UC
UF π
0
ωt
U
mean
M
cos ω t
U U =U cosα =U U
d0 d0
K
= K PU K
第四章 电力电子器件的驱动与缓冲吸收电路 (Drive and Snubber of Power Electronic Devices) 4.1 概述 1. 驱动电路的重要性； 2. 不同器件对驱动信号的要求不同； 3. 开关过程中缓冲电路的作用。
第一节 晶闸管触发电路基本原理 4.2 晶闸管触发电路 4.2.1 晶闸管对触发信号的要求 （1）信号幅值要求； （2）信号宽度要求； （3）信号上升率要求； （4）驱动信号为脉冲方式。
A UAB
(B) 同步变压器 Y/Y12联结
UA
Ua UTa B 300
相位关系
Ua
A UAB B C 0
a b c
UTa
300 移相
UTb UTc
(2) 无同步变压器获取同步信号 A B C
R7 a R1 R2 R3 R8 b C2 R4 R5 R6 R9 c C3 C1 UTa 300 UA UTa
1IN 2IN 3IN 4IN 5IN 6IN
功放 功放 功放 功放 功放 功放
1 2 3 4 5 6