晶闸管触发电路的设计方案

《电力电子课程设计》

课题名称：晶闸管触发电路的设计

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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

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。

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：0-10V.

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。

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

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

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

与直流偏移电压

组成并联控制，进行电流叠

加，去控制晶体管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

、

、

和

等无件组成，其中、

、和

为一恒流源电路。

当

截止时，恒流源电流对电容

充电，所以

两端电压

为

=

=

按线性增长，即的基极电位

按线性增攻。调节电位器

，即改变的恒定充电流

，可见是用来调节锯齿波斜率的。 当导通时，由于

阻值很小，所以

迅速放电，使

电位迅速降到零

伏附近周期性的导通和关断时，便形成了一个锯齿波，同样

也是锯齿

波电压，如图2-5所示。射极跟随器的作用是减小控制回路的电流对锯齿波

电压

的影响。

管的基极电位由锯齿波电压、直流控制电压

,直流偏移电压三个

电压作用的叠加值所确定，它们分别通过电阻

和

与基极相接。

设为锯齿波电压单独作用在基极时的电压，其值为

=

可见仍为一锯齿波，但斜率比低。同理偏移电压单独作用时的电压为：

可见仍为一条与平行的直线，但绝对值比小。

直流控制电压单独作用时的电压为：

=

可见仍为与平行的一直线，但绝对值比小。

如果=0,为负值时,点的波形由确定，如图2-5所示。当

为正值时，点的波形由确定。由于的存在，上述电压波形与实际波形有出入，当点电压等于0.7V后，导通。之后一直被钳位

在0.7V。所以实际波形如图2-5所示。图中M点是由截止到导通的转折点。

由前面分析可知经过M点时使电路输出脉冲。因此当为固定值时,改变

便可改变M点的时间坐标，即改变了脉冲产生的时刻，脉冲被移相。可见，

加的目的是为了确定控制电压=0时脉冲的初始相位。当接阻感负载电流连续时三项全控桥的脉冲初始相位应定在=90度。如果是可逆系统，需要在

整流和逆变状态下工作，这时要求脉冲的移相范围理论上为180度，由于锯齿波波形两端的非线性，因而要求锯齿波的宽度大于180度，例如240度，此

时，令=0，调节的大小使产生脉冲的M点移至锯齿波240度地的中央

(120度>，对应于=90度的位置。这时，如为正值，M点就向前移，控制

角<90度，晶闸管电路处于整流工作状态；如为负值，M点就向后移，控制角>90度，晶闸管电路处于逆变状态。

在锯齿波同步的触发电路中，触发电路与主电路的同步是指要求锯齿波的频率与主电路电源的频率相同且相位关系确定。从图2-2可知，锯齿波是由开

关管来控制的。由导通变截止期间产生锯齿波，截止状态持续的时间就

是锯齿波的宽度，开关的频率就是锯齿波的频率。要使触发脉冲与主电路电源同步，使开关的频率与主电路电源频率同步就可达到。如图2-2中的同步环

节，是有同步变压器TS和作同步开关用的晶体管组成的。同步变压器和整

流变压器接在同一电源上，用同步变压器的二次电压来控制的通断作用，这