电路电子——晶闸管的触发电路设计
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。
晶闸管触发电路设计
摘要为了控制晶闸管的导通，必须在控制级至阴极之间加上适当的触发信号（电压及电流），完成此任务的就是触发电路。
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由触发电路，交流电路，同步电路等电路环节组成。
有阻容移相桥触发电路、正弦波同步触发电路、单结晶体触发电路、集成UAA4002、KJ004触发电路。
包括电路的工作原理和电路工作过程以及针对相关参数的计算。
关键词：晶闸管；触发电路；脉冲；KJ004目录第1章绪论 (1)第2章课程设计的方案 (1)2.1 概述 (1)2.2 系统组成整体结构 (2)2.3 设计方案 (2)第3章电路设计 (4)3.1 UAA4002集成芯片构成的触发器 (4)3.2 阻容移相桥触发电路 (5)3.3正弦波同步触发电路 (6)3.4单结晶体管触发电路 (8)3.5集成KJ004触发电路 (9)第4章课程设计总结 (12)参考文献 (14)绪论晶闸管是晶体闸流管的简称，又称为可控硅整流器，以前被简称为可控硅。
在电力二极管开始得到应用后不久，1956年美国贝尔实验室发明了晶闸管，到1957年美国通用电气公司开发出世界上第一只晶闸管产品，并在1958年达到商业化。
由于其开通时刻可以控制，而且各方面性能均明显胜过以前的汞弧整流器，因而立即受到普遍欢迎，从此开辟了电力电子技术迅速发展和广泛应用的崭新时代，其标志就是以晶闸管为代表的电力半导体器件的广泛应用，有人称之为继晶体管发明和应用之后的又一次电子技术革命。
自20世纪80年代以来，晶闸管的地位开始被各种性能更好的全控型器件取代，但是由于其所能承受的电压和电流容量仍然是目前电力电子器件中最高的，而且工作可靠，因此在大容量的应用场合仍然具有比较重要的地位。
20世纪80年代以来，信息电子技术与电力电子技术在各自发展的基础上相结合而产生了一代高频化、全控型、采用集成电路制造工艺的电力电子器件，从而将电力电子技术又带入一个崭新时代。
电路电子——晶闸管的触发电路设计
脉冲前沿由V4导通时刻确定，脉冲宽度与反向充电回路时间 常数R11C3有关。 电路的触发脉冲由脉冲变压器TP二次侧输出，其一次绕组接 在V8集电极电路中。
二、同步电压为锯齿波的触发电路
4) 双窄脉冲形成环节 内双脉冲电路
V5、V6构成“或”门
当V5、V6都导通时，V7、V8都截止，没有脉冲输出。 只要V5、V6有一个截止，都会使V7、V8导通，有脉冲输出。
二、同步电压为锯齿波的触发电路
2) 锯齿波的形成和脉冲移相环节
锯齿波电压形成的方案较多，如采用自举式电路、恒流 源电路等；本电路采用恒流源电路。
图8 同步电压为锯齿波的触发电路
恒流源电路方案，由V1、V2、V3和C2等元件组成
V1、VS、RP2和R3为一恒流源电路
二、同步电压为锯齿波的触发电路
锯齿波是由开关V2管来控制的。
1. 电源接通：E通过Re对C充电， 时间常数为ReC
2. Uc增大，达到 UP ，单结晶体管 导通，C通过R1放电
3. Uc减少，达到Uv，单结晶体管截
止，ｕR1 下降，接近于零
4. 重复充放电过程
图5 单结晶体管自激振荡电路
Re的值不能太大或太小，满足电路振荡的Re的取值范围
一、 单结晶体管触发电路
图6 晶体管同步触发电路
一、 单结晶管由第一个脉 冲触发导通，后面的脉冲不 起作用。
改充电变速Re度的，大达小到，调可节改α变角电的容目
的。 削波的目的：增大移相范围，
使输出的触发脉冲的幅度基本 一样。
一、 单结晶体管触发电路
实际应用中，常用晶体管Ｖ2代替电位器Re，以便实现
第一个脉冲由本相触发单元的uco对应的控制角 产生。
触发电路
•二．锯齿波形成及脉冲移相
• 此部分电路如图4-10（a），由 Q 1 组成恒流源向电容 C2充电， Q 组 2 成的同步开关控制恒流源对 C2 的 充放电过程。 Q 组成射随器，使 3 前后级隔离，以减小后级对锯齿波 线性的影响。
+ E1
DW
W1
R1
D1
R3
Q1
D2
Q3
R4
Q2
C2
R
Q
C1
ue 3
•三．单结晶体管的同步和移相触发器 • 在可控整流电路中，要求触发脉冲 与主电源同步。图4-7示，单结晶 体管同步振荡电路就能满足上述要 求。
T
220V
u1
u2
uZ
uW
b2
R2
Re
e ub1
R1
b1
ue
c
R g1
Rg2
A
i
T1
T2
V
D1
R
uR
D2
图4-7 单结晶体管同步振荡电路
① 图中采用变压器T，使副边电压 u2 与供给可控整流电路的主电源电压 u1 为同一交流电源，保证了 u2 u 与 1 频率相同，相位一致。T称同步变 T 压器。 ② 交流电压u2全波整流后，经稳压管 DW削波呈梯形波 uw，供给单结晶 体管组成的振荡器。
b2 b2
e
b1
b1
• 单结晶体管的伏安特性，测试电路如 图4-2(a)，所测的是当 Ubb 一定时发 射极电压Ue 和发射极电流 Ie 的关系 曲线。
Ib2
Ie
Re
e
Ue
b2
b1
K
Ee
I b1
U bb
4-2（a)单结晶体管的基本电路
晶闸管触发电路
+
u RL
L
D1
D2
主电路
R
uZ +
–
RP
R2
R
u u +
C
+
C R1
g
触发电路
鄂尔多斯煤炭技工学校
（2）. 工作原理
+R
+
u2
uo
–
–
uZ
U2M
O
+
uZ
–
U2M uo
O
uz
UZ
O
整流 削波
鄂尔多斯煤炭技工学校
第十章
t t t
(2) 触发电路
+
RP
R2
UZ uο
O
R
uZ
C
+
uc
+
R1
ug
(3) 输出电压uL
改变充电时间常数即可改变控制角。 控制角变化的范围称为移相范围。
4. 电压的调节
R
电容充电速度变慢
uL
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第十章
1、单结晶体管当发射极与基极b1之间的电压超过峰 点电压UP时，单节晶体管导通（ 对 ） 2、 单结晶体管用于可控整流电路，其作用是组成（C ）。 A.整流电路 B.放大电路 C.控制电路 3、利用单结晶体管的 负阻 特性和RC电路的充放电 特性，可组 成频率可调的振荡电路，用以产生晶闸管的触发脉冲。
b2 第二基极B2
B2
欧姆接触
E
陶瓷
P型硅片 N型硅片
b1 第一基极B1
(a) 示意图
B1
(b) 符号
单结晶体管结构示意图及其表示符号
鄂尔多斯煤炭技工学校
电力电子技术第3章 晶闸管的触发驱动电路
3.3.1 锯齿波形成和脉冲移相控制环节 锯齿波同步触发电路的移相原理，是将锯齿波 电压与直流控制电压 UC叠加，使锯齿波可以垂直 上下移动，锯齿波形斜面对应的电压值能控制形成 脉冲的晶体管开通时刻，即改变对应控制角 α的大 小。
16
3.3.2 脉冲形成、整形和放大输出环节 当锯齿波电压ue3与控制电压Uc、偏置电压Ub 叠加在V4管基极进行并联叠加的电压ub4<0.7V时， V4管截止，电源分别经及R13与R14向V6管与V5管供 给足够大的基极电流，使V6，V5管饱和导通。
8
3.2 单结晶体管触发电路 单结晶体管（Unijuncting Transistor）的结构 及图形符号、等效电路如图3.3所示。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和b2之间的 电阻为N硅片的体电阻，约为3～12kΩ，在硅片靠 近b2极渗入P型杂质，形成PN结，由P区引出发射 极 e。
6
3.1.3 移相触发器的主要技术指标 （1）同步信号波形 同步信号有正弦波，方波和锯齿波，三者各有 特点，但集成模拟触发器多用锯齿波；数字式触发 器同步信号多用方波。 （2）同步信号幅值 同步信号的幅值随所应用触发器外接元件的不 同而有差别，一般为 6 ～ 30 V。 （3）移相范围 移相范围指当移相控制电压 UC，从零至最大 变化时，输出触发脉冲对于同步信号相位的变化量 。
7
（4）脉冲幅值 脉冲幅值一般指电压幅值与电流幅值。当脉 冲触发器输出的脉冲电压幅值在不接晶闸管时可以 为 12 ～25 V。而电流幅值随被触发晶闸管容量的 不同有差异。 （5）脉冲宽度 为了保证触发的可靠性，触发脉冲常采用宽 脉冲、双窄脉冲，或宽脉冲列、双窄脉列。宽脉冲 宽度应大于 60°小于 120°，双窄脉冲每个脉冲 的宽度应大于 18°小于 30°。
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。
触发电路
2.触发电路的设计2.1芯片的连接晶闸管具有硅整流器件的特性，能在高电压、大电流条件下工作，且其工作过程可以控制、被广泛应用于可控整流、交流调压、无触点电子开关、逆变及变频等电子电路中。
晶闸管具有下面的特性：(1)当晶闸管承受反向电压时，无论门极是否有触发电流，晶闸管都不会导通。
(2)晶闸管承受正向阳极电压时，仅在门极承受正向电压的情况下晶闸管才导通。
(3)晶闸管在导通情况下，只要有一定的正向阳极电压，不论门极电压如何变化，晶闸管都保持导通，即晶闸管导通后，门极失去作用。
(4)晶闸管在导通情况下，当主回路电压（或电流）减小到接近于零时，晶闸管关断。
根据晶闸管的这种特性，通过控制晶闸管的导通和关断时刻，就能控制整流电路的触发角的大小。
在整流电路合闸启动过程中或电流断续时，为确保电路的正常工作，需保证同时导通的2个晶闸管均有触发脉冲。
在触发某个晶闸管的同时，给序号紧前的一个晶闸管补发脉冲。
即用两个窄脉冲代替宽脉冲，两个窄脉冲的前沿相差60o，脉宽一般为20o—30o，称为双脉冲触发。
双脉冲电路较复杂，但要求的触发电路输出功率小。
触发电路如图2-1所示。
2.2触发电路的原理说明如图2-1所示，触发电压的形成用KJ004芯片完成。
KJ004电路由同步检测电路、锯齿波形成电路、偏形电压、移相电压及锯齿波电压综合比较放大电路和功率放大电路四部分组成。
电路原理见下图：锯齿波的斜率决定于外接电阻R6、RW1,流出的充电电流和积分电容C1的数值。
对不同的移相控制电压VY,只有改变权电阻R1、R2的比例,调节相应的偏移电压VP。
同时调整锯齿波斜率电位器RW1,可以使不同的移相控制电压获得整个移相范围。
触发电路为正极性型,即移相电压增加,导通角增大，R7和C2形成微分电路,改变R7和C2的值可以获得不同的脉冲输出。
KJ004芯片内部结构如图2-2所示。
双脉冲信号的形成与控制用KJ041六路双脉冲形成器完成，KJ041是三相全控桥式触发线路中必备的电路，具有双脉冲形成和电子开关控制封锁功能。
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
晶闸管强触发电路设计
２１ ０ ２年
第 ６期
６月
核 电子学 与探 测技 术
Ｎｕ ｌａ ｅ ｔｏ ｉ ｓ＆ Ｄｅ ｅ ｔ ｎ Ｔ ｃ ｎ ｌ ｇ ｃ ｅ ｒＥｌ ｃｒ ｎ ｃ ｔｃ ｉ ｅ ｈ ｏｏ ｙ ｏ
Ｖ０ ． ２ Ｎ２
晶 闸管 强触 发 电路 设 计
强触发方式下的导通特性 ， 于提高晶闸管在 对 脉冲功率技术应用 中的性能具有重要意义 。
相关文献表 明， 增大初始开通 面积 能够有 效解决晶闸管的导通不充分 问题 ， 即门极触发 电流 幅值 和触发 电流 上升 率是调 节触 发 电流 的
两个 因素 ＩＪ ９。本文 利用光 纤 隔离 电路 和 功率
脉冲功率系统的紧凑化和重频化方向中具有很 好的前景 。脉 冲功率应用的特点与电力系统 、 工业生产等场合 的不 同， 开关器件的瞬时功率 通 常很 高 ， 求 开关 耐 压 高 ， 流 大 ， 迟 时 间 要 通 延
短， 开通 速度 快 ， 导通 电阻 小 ， 耗低 ， 有 良好 损 具 的导通特 性 。 同时 满 足 所 有 要 求 是很 困难 的 ， 在实 际应 用 中首先 满 足耐压 和 通流 条件 然后 再
究生 ， 主要从事脉 冲功率 技术方面的研究 。
６ ８ ９
控制信 号电路
强触发 电路
接 收器 的型号 为 ＨＦ Ｒ ４ ４和 ＨＦ Ｒ ４ ４ Ｂ １１ Ｂ ２１。
齄 单路 电 稳 态
动 电发 『电路 强路 驱 触
广 ｆ 由 换ｊ 北 藩
图 ３ 光 电隔离 电路
１３ 强触 发 形成 电路 ． 为 了实 现强 触 发 电流 峰 值 和上 升 率 ， 先 首
控制信号产生 电路 ， 图 ２所示 。控制信 如 号 由 Ｎ ５ ５单 稳 态 触 发 式 电 路 产 生 ， 过 Ｅ５ 经 ７ Ｌ １３通过 Ｒ 调节输 出脉 宽对 信号进 行整 ４ Ｓ２ ５
实验三-单结晶体管触发电路
实验三 晶闸管触发电路——单结晶体管触发电路一、实验目的：1、 掌握单结晶体管触发电路的工作原理；2、 学会使用示波器测量单结晶体管触发电路的个点电压波形；一、实验仪器设备：1、 ZEC-410型实验台2、 EM-11实验挂箱3、 双踪示波器一台4、 万用表一块、一字型螺丝刀一把（调节RP1用）三、实验原理：单结晶体管触发电路，是利用单结晶体管（双基极二极管）的负阻特性和RC 的充放电特性，构成频率可调的自激振荡电路，如图3-1所示0%R1R2R3R4R5R6D1D2VST1VST2C1V1V2C2T123456T2K GV3RP1图3-1 单结晶体管触发电路由同步变压器T1副边输出的交流同步电压，经D1半波整流，再由稳压管VST1,VST2进行削波，而得到梯形波电压，其过零点与晶闸管阳极电压的过零点一致，梯形波通过R5,V2向电容C2充电，当充电电压达到单结晶体管的峰点电压时，单结晶体管V3导通，从而通过脉冲变压器T2输出脉冲。
同时C2经V3和T2原边放电，由于时间常数很小，U c2很快下降至单结晶体管的谷点电压,V3重新关断，C2再次充电。
每个梯形波周期，V3可能导通，关断多次，但只有第一个输出脉冲起作用。
电容C2的充电时间常数由R7和V2的等效电阻等决定，调节RP1的滑动触点可改变V1的基极电压，使V1,V2都工作在放大区，即等效电阻可由RP1来调节，也就是说一个梯形波周期内的第一个脉冲出现时候（控制角）可由RP1来调节，控制第一个尖脉冲的出现时刻，实现脉冲的移相控制。
四、实验内容及步骤：1、将控制台左上角的交流数字电压表（如图3-2所示）切换到300V档，用专用连接线将图3-2 数字交流电压表（左）及数字交流电流表（右）数字交流电压表接到单、三相可调交流电源输出的“U”孔和“N”孔中，如图3-3所示图3-3 单、三相可调交流电源调节“交流电源输出调节”旋钮，使电压表读数为200V；2、将连接交流电压表的两根连线改接到EM-11挂箱的“同步交流电压输入”端，并打开EM-11挂箱右下角的电源开关，T1原边同步交流电压信号已在内部接好。
晶闸管触发电路
DJK03-1 晶闸管触发电路DJK03-1挂件是晶闸管触发电路专用实验挂箱，面板如图1所示。
其中有单结晶体管触发电路、正弦波同步移相触发电路、锯齿波同步移相触发电路Ⅰ和Ⅱ，单相交流调压触发电路以及西门子TCA785集成触发电路。
1．单结晶体管触发电路利用单结晶体管（又称双基极二极管）的负阻特性和RC 的充放电特性，可组成频率可调的自激振荡电路，如图2所示。
正弦波同步触发电路 单结晶体管触发电路西门子TCA785触发电路 锯齿波同步触发电路Ⅰ、Ⅱ 单相交流调压触发电路电源开关 外接220V图1 DJK03-1面板图图2 单结晶体管触发电路原理图图中V6为单结晶体管，其常用的型号有BT33和BT35两种，由等效电阻V5和C1组成组成RC充电回路，由C1-V6一脉冲变压器组成电容放电回路，调节RP1即可改变C1充电回路中的等效电阻。
工作原理简述如下：由同步变压器副边输出60V的交流同步电压，经VD1半波整流，再由稳压管V1、V2进行削波，从而得到梯形波电压，其过零点与电源电压的过零点同步，梯形波通过R7及等效可变电阻V5向电容Cl充电，当充电电压达到单结晶体管的峰值电压U P时，单结晶体管V6导通，电容通过脉冲变压器原边放电，脉冲变压器副边输出脉冲。
同时由于放电时间常数很小，C1两端的电压很快下降到单结晶体管的谷点电压U V，使V6关断，C1再次充电，周而复始，在电容C1两端呈现锯齿波形，在脉冲变压器副边输出尖脉冲。
在一个梯形波周期内，V6可能导通、关断多次，但只有输出的第一个触发脉冲对晶闸管的触发时刻起作用。
充电时间常数由电容C1和等效电阻等决定，调节RP1改变C1的充电的时间，控制第一个尖脉冲的出现时刻，实现脉冲的移相控制。
单结晶体管触发电路的各点波形如图3所示。
电位器RP1已装在面板上，同步信号已在内部接好，所有的测试信号都在面板上引出。
图3 单结晶体管触发电路各点的电压波形（α=90°) 2．正弦波同步移相触发电路正弦波同步移相触发电路由同步移相、脉冲放大等环节组成，其原理如图4所示。
触发电路-电子课件
第三章 晶闸管触发电路
四、强触发环节
在晶闸管串、并联使用或全控桥式等大、中容 量系统中，为了缩短晶闸管开通的时间，保证被触 发的晶闸管同时导通,提高系统的可靠性，常采用 输出幅值高、前沿陡的强脉冲触发电路。
第三章 晶闸管触发电路
五、双窄脉冲形成及脉冲封锁及环节
内双脉冲电路： V5、V6管构成一个“或”门电路。 V5、V6都导通时，V7、V8都截止，电路没有脉冲 输出。 当V5、V6有一个截止，就会使V7、V8导通，电路 就有触发脉冲输出。 第一个脉冲在本相触发电路输出；隔60°的第二 个脉冲是由滞后60°的后一相触发电路输出。
第三章 晶闸管触发电路
双窄脉冲形成：
6只晶闸管的触发顺序为VT1 VT2 VT3
VT4 VT5 VT6，彼此间隔60°，输出双窄脉冲。
Ug1
Ug2
Ug3
Ug4
Ug5
Ug6
1CF 2CF 3CF 4CF 5CF 6CF
X YX YX YX YX YX Y
第三章 晶闸管触发电路
实现双脉冲连接的示意图和脉冲序列
第三章 晶闸管触发电路
一、KC04移相触发器
KC04移相触发器的外形图
第三章 晶闸管触发电路
KC04外部接线图
第三章 晶闸管触发电路
KC04有关管脚的电压波形
第三章 晶闸管触发电路
KC04各管脚功能表
第三章 晶闸管触发电路
KC04主要技术参数
第三章 晶闸管触发电路
二、KC41C六路双脉冲形成器
第三章 晶闸管触发电路
一、常见的触发信号波形
正弦波
尖脉冲
方脉冲 强触发脉冲
脉冲列
第三章 晶闸管触发电路
晶闸管触发电路..
电容C的大小与脉冲宽窄和的大小有关，通常取值范围为：0.1～ 1。
实验电路
实验电路
实验记录
2.6.3同步信号为锯齿波的触发电路
总结
由此可见，若锯齿波的频率与主电路电源频率同步即能使触发脉冲与主电路 电源同步，锯齿波是由V2管来控制的，V2管由导通变截止期间产生锯齿波， V2管截止的持续时间就是锯齿波的脉宽， V2管的开关频率就是锯齿波的频 率。在这里，同步变压器TS和主电路整流变压器接在同一电源上，用TS次 级电压来控制V2的导通和截止，从而保证了触发电路发出的脉冲与主电路电 源同步。 所以只要V2管周期性导通关断，电容C2两端就能得到线性很好的锯齿波电 压。 脉冲产生的时刻是由V4导通时刻决定（锯齿波和Ub、Uc之和达到0.7Ｖ时）， 工作时，把负偏移电压Ub调整到某值固定后，改变控制电压Uc，就能改变 ub4波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。 电路中增加负偏移电压Ub的目的是为了调整Uc＝０时触发脉冲的初始位置。 由此可见，脉冲产生时刻由Ｖ４导通瞬间确定，脉冲宽度由V5、V6持续截止 的时间确定。所以脉宽由C3反充电时间常数(τ=C3R11)来决定。
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
(a) 电路； (b) 波形
1． 同步电源
同步电压由变压器TB获得， 而同步变压器与主电路接至
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电路电子——晶闸管的触发电路设计
二、同步电压为锯齿波的触发电路
3) 脉冲形成放大环节
V4、V5 —脉冲形成 V7、V8 — 脉冲放大 控制电压uco加在V4 基极上
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•图8 同步电压为锯齿波的触发电路
脉冲前沿由V4导通时刻确定，脉冲宽度与反向充电回路时间 常数R11C3有关。
电路的触发脉冲由脉冲变压器TP二次侧输出，其一次绕组接 在V8集电极电路中。
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二、同步电压为锯齿波的触发电路
输出可为双窄脉冲（适用于有两个晶闸管同时导通的电路）， 也可为单窄脉冲。 三个基本环节：同步环节、锯齿波的形成和脉冲移相、脉冲的 形成与放大。此外，还有强触发和双窄脉冲形成环节。
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•图8 同步电压为锯齿波的触发电路
电路电子——晶闸管的 触发电路设计
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2020/11/28
电路电子——晶闸管的触发电路设计
对于触发电路的基本要求： n 触发信号的形式：常用脉冲信号，如图1 n 触发信号的触发功率：要求脉冲必须具有足够的功率，且
不超过晶闸管门极最大允许功率 n 触发脉冲的宽度：要求脉冲要具有一定的宽度，前沿要陡 n 触发脉冲的移相范围：要求能满足主电路移相范围的要求 n 触发脉冲与主电路的相位关系：要求触发电路必须与晶闸
管的主电压保持同步 n 其它。
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常见的触发脉冲电压波形如下：
•正弦波
•尖脉冲 •方脉冲 •强触发脉冲 •脉冲序列
•图1 常见的触发脉冲电压波形
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n 触发电路通常以组成的主要元件名称分类，可分为：单 结晶体管触发电路、晶体管触发电路、集成电路触发器、 计算机控制数字触发电路等。
n 斜率太低： n 无交点，无法触发
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三、集成触发电路
集成触发电路具有可靠性高，技术性能好，体积小，功耗低，调试 方便等优点。 晶闸管触发电路的集成化已逐渐普及，已逐步取代分立式电路。
KJ004(KC04)
与分立元件的锯齿波移相触发电路相似,分为同步、锯齿波形成、 移相、脉冲形成、脉冲分选及脉冲放大几个环节。
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一、 单结晶体管触发电路
n 为了防止Re取值过小电路不能振荡，一般取一固定电 阻r与另一可调电阻Re串联，以调整到满足振荡条件的 合适频率。若忽略电容C放电时间，电路的自激振荡频
率近似为：
电路中R1上的脉冲电压宽度取决于电容放电时间常数。 R2是温度补偿电阻，作用是保持振荡频率的稳定。
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二、同步电压为锯齿波的触发电路
n 晶闸管的电流容量越大，要求的触发功率越大。对于 大中电流容量的晶闸管，为了保证其触发脉冲具有足 够的功率，往往采用由晶体管组成的触发电路。
n 晶体管触发电路按同步电压的形式不同，分为正弦波 和锯齿波两种。
n 同步电压为锯齿波的触发电路，不受电网波动和波形 畸变的影响，移相范围宽，应用广泛。
•-
•9脚：锯齿波、Ub、UC综
•13 4
15V
合比较输入
•14 3
•1脚和15脚：输出脉冲 •+15V
•15 •16
2 1
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•图12 KC04各点波形
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三、集成触发电路
完整的三相全控桥触发电路
3个KJ004（KC04）集成块和1个KJ041（KC41C）集成块，可 形成六路双脉冲，再由六个晶体管进行脉冲放大即可。
•图4 单结晶体管伏安特性 • (a)单结晶体管实验电路 (b)单结晶体管伏安特性
•负阻区 •（PV段）
Ue ＞UP：Ie增大 ，rb1急剧下降 ，UA达到最小， Ue也最小 ，达到谷点V
•饱和区 •（VN段）
•达到UV后，单结晶体管处于饱和导通状态
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二、同步电压为锯齿波的触发电路
4) 双窄脉冲形成环节 内双脉冲电路
V5、V6构成“或”门
当V5、V6都导通时，V7、V8都截止，没有脉冲输出。 只要V5、V6有一个截止，都会使V7、V8导通，有脉冲输出。
第一个脉冲由本相触发单元的uco对应的控制角 产生。
隔60的第二个脉冲是由滞后60相位的后一相触发单元产生 （通过V6）。
•5.1 单结晶体管触发电路
2、单结晶体管自激振荡电路
1. 电源接通：E通过Re对C充电， 时间常数为ReC
2. Uc增大，达到 UP ，单结晶体管 导通，C通过R1放电
3. Uc减少，达到Uv，单结晶体管截
止，ｕR1 下降，接近于零
4. 重复充放电过程
•图5 单结晶体管自激振荡电路
Re的值不能太大或太小，满足电路振荡的Re的取值范围
锯齿波电压形成的方案较多，如采用自举式电路、恒流 源电路等；本电路采用恒流源电路。
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•图8 同步电压为锯齿波的触发电路
恒流源电路方案，由V1、V2、V3和C2等元件组成
• V1、VS、RP2和R3为一恒流源电电路路电子——晶闸管的触发电路设计
二、同步电压为锯齿波的触发电路
锯齿波是由开关V2管来控制的。
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n 各点电压波形如图9所示。
•图8 同步电压为锯齿波的触发电路
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•图9 锯齿波触发电路各点电压波形
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注意问题
n 如何调UC及-Ub？ n 调斜率一致，使脉冲间隔一致 n 斜率要适中
n 斜率太高： n 要使在规定范围内变化，UC-Ub的变化量 较大
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•图3 单结晶体管伏安特性 • (a)单结晶体管实验电路 (b)单结晶体管伏安特性
Ue＜UA ：PN结反偏置， 只有很小的反向漏电流 Ue= UA ：Ie＝０， 特性曲线与横坐标交点ｂ处 Ue 上升 ：Ue＝UP＝ηUbb＋UD ，单结晶体管导通，
该转折点称为峰点P
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n 改充电变速Re度的，大达小到，调可节改α变角电的容目
的。 削波的目的：增大移相范围，
使输出的触发脉冲的幅度基本 一样。
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•一、 单结晶体管触发电路
n 实际应用中，常用晶体管Ｖ2代替电位器Re，以便实现
自动移相。 n TP：脉冲变压器，实现触发电路与主电路的电气隔离。
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二、同步电压为锯齿波的触发电路
1) 同步环节 同步——要求触发脉冲的频率与主电路电源的频率相 同且相位关系确定。
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二、同步电压为锯齿波的触发电路
2) 锯齿波的形成和脉冲移相环节
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•图10 KJ004电路原理图
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•图11 KC04电路原理图
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•+15V •UC
•USUO
•16脚：接+15V电源
•接4脚
•7脚：接地
•8脚：接同步电压
•9
8
•10 7
•4脚：形成锯齿波
•11 6
•12 5
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•图12 三相全控桥整流电路的集成触发电路
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图 KC41C 六路双脉冲形成器及波形
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3rew
演讲完毕，谢谢听讲!
再见，see you again
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2020/11/28
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电路电子——晶闸管的触发电路设计
一、 单结晶体管触发电路
1、单结晶体管 单结晶体管的结构、图形符号及等效电路如图所示。
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•(a)结构示意
•图2 单结晶体管 (b)等效电路 (c)图形符号
(d)外形及管脚
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•分压比 •IP
•截止 区
•（ap 段）
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电路电子——晶闸管的触发电路设计
n 双窄脉冲形成
n 由V5、V6形成门电路产生间隔60的双窄脉冲。 （如三相全桥触发电路）
•1
•2
•3
•4
•5
•6
•X •Y •X •Y •X •Y •X •Y •X •Y •X •Y
•只要V5、V6 中有一个截止，V7、V8就导通， 有脉冲输出。
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电路电子——晶闸管的触发电路设计
•一、 单结晶体管触发电路
3、具有同步环节的单结晶体管触发电路
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•图6 晶体管同步触发电路
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一、 单结晶体管触发电路
注意：
n 每周期中电容C的充放电不