关于门极触发电路课件

大、中功率的变流器广泛应用的是晶体管触发电路， 其中以同步信号为锯齿波的触发电路应用最多。
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3.2同步信号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：脉冲的形成与放大、锯齿波 的形成和脉冲移相、同步环节。此外，还有 强触发和双窄脉冲形成环节。
关于门极触发电路
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3.1 门极电路的驱动控制·引言
▪ 3.1.1 门极触发信号的种类 1）直流信号 损耗增加 2）交流信号 温度变化和交流电压幅值变化
时，延迟角不稳定
3）脉冲信号 便于控制脉冲的出现时刻 ，降 低门极损耗。实现信号的同步传输。
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3.1.2 晶闸管对触发电路的要求
1. 触发脉冲的电压和电流应大于晶闸管要求的数值， 并留有一定的裕量。
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图3-1 同步信号为锯齿波的触发电路
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3.2 同步信号为锯齿波的触发电路
R15
1) 脉冲形成环节
VD11~VD14
C7 + C6
+15V
220V 36V
VD15
B VD7 TP
VD8 +15V
V4、V5 —脉冲形成 V7、V8 — 脉冲放大 控制电压uco加在V4 基极上
VS R1
RP2
R3
V1 I1c V3
2. 触发脉冲应满足要求的移相范围240°-300°。 3．触发脉冲与晶闸管主电路电源必须同步。 4．触发脉冲的应有足够的宽度，脉冲前沿陡度应大于
1A/us。 5．为满足三相全控桥的要求，触发电路应能输出双窄
脉冲或宽脉冲。
6．β为min满限足制反。并联可逆电路的要求，触发电路应有αmin、
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相控电路：
在V8集电极电路中。
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▪ 当V4的基极电压uco=0时，V4截止。+E1电源通过R11提供 给V5一个足够大的基极电流，使V5饱和导通。所以V5集 电极电压接近于-E1，V7、V8处于截止状态，无脉冲输出。 电源+E1经R9、V5的发射极到-E1对电容C3充电，充满后 电容两端电压接近2E1，极性如图所示。
uc I1CdtC 1I1Ct
▪ uC按线性增长,即ub3按线性增长。调节电位器RP2，可 以改变C2的恒定充电电流I1C。
▪ 当V2导通时，因R4很小所以C2迅速放电，使得ub3电位 迅速降到零伏附近。当V2周期性地导通和关断时，ub3 便形成一锯齿波。射极跟随器V3的作用是减小控制回 路电流对锯齿波电压ub3的影响。
▪ 当uco≥0.7V时，V4导通。A点电位从+E1突降到1V，由 于电容C3两端电压不能突变，所以V5基极电位也突降到2E1，V5基射极反偏置，V5立即截止。它的集电极电压由 -E1迅速上升到钳位电压2.1V时，使得V7、V8导通，输出 触发脉冲。
▪ 同时电容C3由+E1经R11、VD4、V4放电并反向充电，使 V5基极电位逐渐上升。直到V5基极电位ub5 >-E1，V5又重 新导通。这时V5集电极电压又立即降到-E1，使V7、V8截 止，输出脉冲终止。可见，脉冲前沿由V4导通时刻确定， 脉冲宽度由反向充电时间常数R11C3决定。
▪ 以三相全控桥为例，当接反电势电感负载时，脉冲初 始相位应定在α=90 ；当uco=0时，调节up的大小使产 生脉冲的M点对应α=90 的位置。当uco为0，α=90 ， 则输出电压为0；如uco为正值，M点就向前移，控制角 α<90 ，处于整流工作状态；如uco为负值，M点就向 后移，控制角α>90 ，处于逆变状态。
up'
up
R8
R6//R7 (R6//R7)
▪
控制电压uco单独作用在V4基极时的电压
u
' c0
为：
uc' 0uc0R7
R6//R8 (R6//R8)
所以，u
' p
仍为一条与up平行的直线，但绝对值比up小；u
' c0
仍为一条与uco平行的直线，但绝对值比uco小。
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▪ 当V4不导通时，V4的基极b4的波形由 uh up' uc' o 确定。 当b4点电压等于0.7V后，V4导通。产生触发脉冲。改 变uco便可以改变脉冲产生时刻，脉冲被移相。加up的 目的是为了确定控制电压uco=0时脉冲的初始相位。
▪ V4基极电位由锯齿波电压、控制电压uco、直流偏移电 压up三者叠加所定,它们分别通过电阻R6、R7、R8 与 V4基极连接。
10ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
▪ 根时的据电叠压加，原其理值，为先设uh为锯齿波电压ue3单独作用在基极
uh
ue3R6
R7//R8 (R7//R8)
所以uh仍为锯齿波，但斜率比ue3低。 ▪ 同理，直流偏移电压up单独作用在V4基极时的电压 u 'p为
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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3-2 同步信号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 9
▪ 当V2截止时，恒流源电流I1C对电容C2充电，所以C2两 端的电压uC为
R9
R11
C3
A
VD4 R10
R6
R12
R14
R13
V5 C5
VD6
V7
R18 VD9 R16
TS R
VD1 VD2 Q
R4 V2
C2 R5
R7 R8
V4 R17
V6 C3
V8
VD10
VD5
uts
C1 R2
up
RP1 uco -15V
接封锁信号 X Y -15V
图3-2 同步信号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
晶闸管可控整流电路，通过控制触发角a的大小即控制触发
脉冲起始相位来控制输出电压大小。 采用晶闸管相控方式时的交流电力变换电路和交交变频电路 （第4章）。
相控电路的驱动控制
为保证相控电路正常工作，很重要的是应保证按触发角a的大
小在正确的时刻向电路中的晶闸管施加有效的触发脉冲。 晶闸管相控电路，习惯称为触发电路。
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3) 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。
锯齿波是由开关V2管来控制的。
V2开关的频率就是锯齿波的频率——由同步变压器所接的交流 电压决定。 V2由导通变截止期间产生锯齿波——锯齿波起点基本就是同步 电压由正变负的过零点。 V2截止状态持续的时间就是锯齿波的宽度——取决于充电时间 常数R1C1。