晶闸管触发电路的设计004

《电力电子课程设计》

课题名称：晶闸管触发电路的设计学院:

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指导教师：

电力电子课程设计

目录

内容摘要 (2)

晶闸管触发电路设计的目的及任务要求 (3)

2.1 触发电路设计目的 (3)

2.2 设计的任务指标及要求 (3)

三触发电路设计方案的选择 (3)

3.1可供选择的方案种类 (3)

3.2 方案选择的论证 (3)

四锯齿波同步移相触发电路 (4)

4.1 触发电路的基本组成环节 (4)

4.2 触发电路的工作原理图 (4)

4.3 各元器件参数明细表 (5)

五基本环节的工作原理 (5)

5.1 锯齿波形成和同步移相控制环节 (5)

5.2 脉冲形成，整形放大和输出环节 (7)

5.3 强触发和双脉冲形成环节 (8)

5.4 触发电路的工作波形 (9)

六心得体会 (10)

七参考文献 (11)

晶闸管触发电路课程设计

内容摘要

晶闸管电路是电力电子电路常用电路之一，在生产，生活中应用非常广泛，是一弱强电电路的过渡的桥梁。要使晶闸管开始导通，必须有足够能量的触发脉冲，在晶闸管电路中必须有触发电路。用于晶闸管可控整流电路等相控电路的驱动控制，即晶闸管的触发电路。本课题针对晶闸管的触发电路进行设计，其电路的主要组成部分有移相控制电路，触发脉冲形成电路，同步电压环节，脉冲形成，整形放大和输出环节等电路环节组成，涉及触发电路的方案选择以及选择方案后电路的设计，包括电路的工作原理和电路工作过程中的输出波形。由于知识有限，此次课题设计并不全面，有待于进一步完善。

电力电子课程设计

晶闸管触发电路设计的目的及任务要求

2.1 触发电路设计目的

要使晶闸管开始导通，必须施加触发脉冲，在晶闸管触发电路中必须有触发电路，触发电路性能的好坏直接影响晶闸管电路工作的可靠性，也影响系统的控制精度，正确设计触发电路是晶闸管电路应用的重要环节。

2.2 设计的任务指标及要求

1 输入电压：直流+15V,-15V.

2 交流同步电压：20V.

3 移相电压：0 - 10 V.

4移相范围：大于等于170度.

5对电路进行设计，计算元器件参数.

三触发电路设计方案的选

3.1 可供选择的方案种类

1 单结晶体管触发电路

2 正弦波同步触发电路

3 锯齿波同步触发电路

4 集成触发电路

3.2 方案选择的论证

1单结晶体管触发电路：脉冲宽度窄，输出功率小，控制线性度差；移相范围一般小于180度，电路参数差异大，在多相电路中使用不易一致，不付加放大环节。适用范围：可触发50A以下的晶闸管，常用于要求不高的小功率单相或三相半波电路中，但在大电感负载中不易采用。

2 正弦波同步触发电路：由于同步信号为正弦波，故受电网电压的波动及干扰影响大，实际移相范围只有150度左右。适用范围：不适用于电网电压波动较大的晶闸管装置中。

晶闸管触发电路课程设计

3 锯齿波同步触发电路：它不受电网电压波动与波形畸变的直接影响，抗干扰能力强，移相范围宽，具有强触发，双脉冲和脉冲封锁等环节，可触发200A的晶闸管。适用范围：在大众中容量晶闸管装置中得到广泛的应用。

4 集成触发电路：移相范围小于180度，为保证触发脉冲的对称度，要求交流电网波形畸变率小于5%。适用范围：应用于各种晶闸管。

根据晶闸管触发电路设计的任务和要求决定采用锯齿波同步触发电路的设计方案进行设计。

四锯齿波同步移相触发电路

4.1 触发电路的基本组成环节

1 触发电路有三个基本环节组成：锯齿波形成和同步移相控制环节，脉冲形成、整形放大和输出环节，强触发和双脉冲输出环节。

4.2 触发电路的工作原理图

R1

图2-1

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4.3 各元器件参数明细表

五基本环节的工作原理5.1 锯齿波形成和同步移相控制环节

图 2-2

晶闸管触发电路课程设计

锯齿波同步移相的原理是利用受正弦同步信号电压控制的锯齿波电压作为同步电压，再与直流控制电压c V 与直流偏移电压b V 组成并联控制，进行电流叠加，去控制晶体管4V 的截止与饱和导通来实现的。

图2-2所示为恒流源电路方案，由1V 、2V 、3V 和2C 等无件组成，其中1V 、s V 、

2RP 和3R 为一恒流源电路。

当2V 截止时，恒流源电流c I 1对电容2C 充电，所以2C 两端电压c U 为

c U =⎰dt I C c 11=t I C

c 11

c U 按线性增长，即3V 的基极电位3b U 按线性增攻。调节电位器2RP ，即改变2C 的恒定充电流c I 1，可见2RP 是用来调节锯齿波斜率的。

当2V 导通时，由于4R 阻值很小，所以3C 迅速放电，使3b U 电位迅速降到零伏附近2V 周期性的导通和关断时，3b U 便形成了一个锯齿波，同样3e U 也是锯齿波电压，如图2-5所示。射极跟随器3V 的作用是减小控制回路的电流对锯齿波电压3b U 的影响。

4V 管的基极电位由锯齿波电压、直流控制电压co U ,直流偏移电压p U 三个电压作用的叠加值所确定，它们分别通过电阻76,R R 和8R 与基极相接。

设h U 为锯齿波电压3e u 单独作用在4V 基极4b 时的电压，其值为

h U =3

e U )

//(//8768

7R R R R R +

可见h U 仍为一锯齿波，但斜率比3e U 低。同理偏移电压p U 单独作用时4b 的电压'p U 为：

)

//('7687

6R R R R R u u p

p ++=

可见'p U 仍为一条与p U 平行的直线，但绝对值比p U 小。 直流控制电压co U 单独作用时4b 的电压'co U 为：

'co U =co

U )

//(//8678

6R R R R R + 可见'co U 仍为与co U 平行的一直线，但绝对值比co U 小。

如果co U =0,p U 为负值时,4b 点的波形由'p h U U +确定，如图2-5所示。当为

co U 正值时，4b 点的波形由''co p h U U U ++确定。由于4V 的存在，上述电压波形与实际波形有出入，当4b 点电压等于0.7V 后，4V 导通。之后4b U 一直被钳位在0.7V 。所以实际波形如图2-5所示。图中M 点是4V 由截止到导通的转折点。由前面分