《电力电子技术》电子课件(高职高专第5版) 2.6 晶闸管相控电路的驱动控制

合集下载
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
(2)同步电源
工作原理:
同步电压由变压器TB获得,而同步变压器与主电路接至同一 电源,故同步电压与主电压同相位、同频率。
同步电压经桥式整流、稳压 管Dw削波为梯形波uDW,而削波 后的最大值Uw既是同步信号,又 是触发电路电源。
当uDW过零时,电容C经e-b1、 R1 迅 速 放 电 到 零 电 压 。 这 就 是 说,每半周开始,电容C都从零
图2.6.6 KC04组成的移相式触发电路
2.6.2 晶闸管触发电路
3、KC04集成移相触发器
图2.6.7 KC04组成的移相式触发电路及各点电压波形图
2.6.2 晶闸管触发电路
(1)同步电路
同 步 电 路 由 晶 体 管 T1~T4 等 元 件组成。正弦波同步电压uT经限流 电阻加到T1、T2基极。
2.6.2 晶闸管触发电路
(1) 锯齿波形成、同步移相环节
2) 同步移相环节初始位
T4基极电位由锯齿波电压uh、控制电压 uco、直流偏移电压up三者共同决定。
如果uco=0,up为负值时,ub4点的波形 由uh+up确定。
当 uco 为 正 值 时 , ub4 点 的 波 形 由 uh+ up+uco确定。
下降到1.0V左右,由于C3两端的电压不能突
变,T5基极电位迅速降致-2EC(-30V), T5立
即截止。T5集电极电压由-EC(-15V)上升到钳
位电压+2.1V(D6、T7、T8三个PN结正向压降
之和),T7、T8导通,脉冲变压器TP二次侧
输出触发脉冲。与此同时,电容C3经+15V、
R11、D4、T4放电和反向充电,使T5基极电位
2.6.2 晶闸管触发电路
2、同步信号为锯齿波的触发电路
图2.6.3 同步信号为锯齿波的触发电路
2.6.2 晶闸管触发电路
2、同步信号为锯齿波的触发电路
图2.6.4 同步信号为锯齿波的触发电路及工作波形图
2.6.2 晶闸管触发电路
(1) 锯齿波形成、同步移相环节
1) 锯齿波形成
锯齿波形成电路由Tl、T2、T3和C2等元 件组成,其中Tl、DW、RW2和R3为一恒流源 电路。T2截止时,恒流源电流I1c对电容C2充 电,所以C2两端电压uc为
制了脉冲的移相。
图 2.6.6 KC04组成的移相式触发电路
2.6.2 晶闸管触发电路
(4)脉冲形成电路
T7与外围元件组成脉冲形成 电路。
当T6截止时,+15V电源通 过 R 7 、 T 7 的 b-e 对 C 2 充 电 ( 左 正 右 负 ) , 同 时 T 7 经 R26 获得基极电流而导通。
1
uc C
I1c dt
I1c t C
(4.8.2)
当T2导通时,由于R4阻值很小,所以C2迅 速放电,使ub3电位迅速降到零。当T2周期性 地导通和关断时,ub3便形成一锯齿波,同样 ue3也是一个锯齿波电压,
射极跟随器T3的作用是减小控制回路的电 图2.6.3 同步信号为锯齿波 流对锯齿波电压的影响。调节电位器RW2,即 的触发电路及工作波形图 改变C2的恒定充电电流I1c,可调节锯齿波斜率。
图 2.6.6 KC04组成的移相式触发电路
2.6.2 晶闸管触发电路
(3)移相电路
晶体管T6与外围元 件组成移相电路。锯齿波
电压uc5、控制电压Uk、偏 移 电 压 Up 分 别 通 过 电 阻 R24、R23、R25在T6的基极 叠 加 成 ube6 , 当 ube6>0.7V 时 , T6 导 通 , 即 uc5+Up+Uk控制了T6的导 通与截止时刻,也就是控
2.6.2 晶闸管触发电路
(1)单结晶体管自激振荡电路
特点:利用单结晶体管的负阻特性与RC电路的充放电可组成自激振荡电路, 产生频率可变的脉冲。
工作原理:
经D1~D4整流后的直流电源UW, 一路经R2、R1加在单结晶体管两个 基极b1、b2之间;另一路通过Re对 电容C充电、通过单结晶体管放电。 控制BT的导通、截止;
电力电子技术(第5版) 第2章 相控整流电路
2.6 晶闸管相控电路的 驱动控制
2.6.1 对触发电路的要求
晶闸管触发主要有移相触发、过零触发和脉冲列调制触发等。触 发电路对其产生的触发脉冲要求:
1、触发信号可为直流、交流或脉冲电压。 2、触发信号应有足够的功率(触发电压和触发电流)。 3、触发脉冲应有一定的宽度,脉冲的前沿尽可能陡,以使元件 在触发导通后,阳极电流能迅速上升超过掣住电流而维持导通。 4、触发脉冲必须与晶闸管的阳极电压同步,脉冲移相范围必须 满足电路要求。
图2.6.2 单结晶体管触发电路及波形
2.6.2 晶闸管触发电路
(4)脉冲输出
工作原理:
触发脉冲ug由R1 直接取出,这种方法简 单、经济,但触发电路 与主电路有直接的电联 系,不安全。对于晶闸 管串联接法的全控桥电 路无法工作。所以一般 采用脉冲变压器输出。
图2.6.2 单结晶体管触发电路及波形
当T8导通时,C6经脉冲变压器TP一次侧、 R16、T8迅速放电,由于放电回路电阻很小, B点电位迅速下降,当B点电位下跳到14.3V
时 D15导通.脉冲变压器 TP改由+15V稳压电 源供电。这时虽然 50V电源也在向C6再充电 使它电压回升,但由于充电回路时间常数较
大,B点电位只能被15 V电源钳位在14.3V。
开始充电。进而保证每周期触
发电路送出第一个脉冲距离过
零的时刻(即控制角α)一致,
实现了同步。
图 2.6.2 单结晶体管触发电路及波形
2.6.2 晶闸管触发电路
(3)移相控制 工作原理: 当Re增大时,单结晶 体管发射极充电到峰点电 压Up的时间增大,第一个 脉冲出现的时刻推迟,即 控制角α增大,实现了移 相。
如 uco 为 负 值 , M 点 就 向 后 移 , 控 制 角
α>90o,晶闸管电路处于逆变状态。
图2.6.3 同步信号为锯齿波的 触发电路及工作波形图
2.6.2 晶闸管触发电路
(2)同步环节
同步环节是由同步变压器TB和作同步开关用的
晶体同管步T变2组压成器。TB二次电压经二极管D1间接加在T2 的基极上。当二次电压波形在负半周的下降段时,
2.6.2 晶闸管触发电路
(3)脉冲形成环节
脉冲形成环节T4、T5 组成,T7、T8组成 脉冲放大电路。
控制电压uco加在T4基极上。uco=0时,T4
截止,T5饱和导通。T7、T8处于截止状态,
脉冲变压器TP二次侧无脉冲输出。电容C3充
电,充满后电容两端电压接近2EC(30V)。当
uC O 0.7V 时,T4导通,A点电位由+EC(+15V)
电容C5的作用是为了提高强触发脉冲前沿。 加强触发后,脉冲变压器TP一次侧电压uTP 如图4.8.4所示。晶闸管采用强触发可缩短开 通时间,提高管子承受电流上升率的能力。
图2.6.3 同步信号为锯齿波的触 发电路及工作波形图
2.6.2 晶闸管触发电路
3、KC04集成移相触发器
可分为同步、锯齿波形成、移相、脉冲形成,脉冲输出等几部分电路
其 中 D4 和 R17 的 作 用 主 要 是 防 止 双 脉 冲信号互相干扰。
图 2.6.3 同步信号为锯齿波的触 发电路及工作波形图
2.6.2 晶闸管触发电路
(4)双窄脉冲形成环节
图4.8.3还有强触发环节。单相桥式整流
获得近似50V直流电压作电源。
在T8导通前,50V直流电源经R15对C6 充 电,B点电位为 50V。
图2.6.3 同步信号为锯齿波 的触发电路及工作波形图
2.6.2 晶闸管触发电路
(1) 锯齿波形成、同步移相环节
2) 同步移相环节初始位
对于三相全控桥接感性负载且电流连续
时,脉冲初始相位应定在α=90o。
如果是可逆系统,需要在整流和逆变状
态下工作,要求脉冲的移相范围理论上为
180o(由于考虑αmin和βmin,实际一般为
图 2.6.6 KC04组成的移相式触发电路
2.6.2 晶闸管触发电路
(2)锯齿波形成电路
锯齿波发生器由三极管 T5、电容C1等组成。
当T4截止时,+15V电 源通过R6、R22、Rw、-15V 对C1充电。
当T4导通时,C1通过 T 、D 迅速放电,在 KC4 04的4第④脚(也就是T5的 集电极)形成锯齿波电压uc5, 锯齿波的斜率取决于R22、 Rw与C1的大小,锯齿波的 相位与uc4相同。
在电容上形成锯齿波振荡电压,
在R1上得到一系列前沿很陡的触发尖
脉冲ug,如图4.8.2(b)所示,其振荡
频率为
f1
1
T
Re
C
ln(
1
1
Βιβλιοθήκη Baidu
)
(2.6.1)
图4.8.2 单结晶体管触发电路及波形
上式中 0.3 ~ 0.9 是单结晶体管的分压比,即调节Re,可调节振荡频率。
2.6.2 晶闸管触发电路
D1导通,电容C1被迅速充电。因O点接地为零电 位,R点为负电位,Q点电位与R点相近,故在这
一阶段T2基极为反向偏置而截止。在负半周的上升 段,+15V电源通过R1给电容C1反向充电,为电容反
图5.8.3 同步信号为锯齿波 的触发电路及工作波形图
向充电波形,其上升速度比 波形慢,故D1截止。
当Q点电位达1.4V时,T2导通,Q点电位被钳位在1.4V。直到 TB二
120o),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180o(例如240o)。 此M点时移令至uc锯o=0齿,波调24节0ou的p的中大央小(使12产0o生处脉)冲,对的
应于α=90o的位置。
如 uco 为 正 值 , M 点 就 向 前 移 , 控 制 角
α<90o , 晶 闸 管 电 路 处 于 整 流 工 作 状 态 。
第一个脉冲由本相触发单元的uco对应
的控制角α所产生,使T4由截止变为导
通,造成T5瞬时截止,于是T8输出脉冲。 第二个脉冲是由滞后60o相位的后一相
触发单元产生(通过T6),在其生成第一 个脉冲时刻将其信号引致本相触发单元的
基极,使T6瞬时截止,于是本相触发单元 的T8管又导通,第二次输出一个脉冲,因 而得到间隔60o的双脉冲。
在uT正半周,T2截止,T1导通, D1导通,T4得不到足够的基极电压 而截止。
在uT 的负半周,T1截止,T 2、T3导通,D2导通,T4同样得 不到足够的基极电压而截止。
在上述uT的正、负半周内,当 |us|<0.7V时,T1、T2、T3均截止, D1、D2也截止,于是T4从电源 +15V经R3、R4获得足够的基极电流 而饱和导通,形成图5.8.7所示的与 正弦波同步电压uT同步的脉冲uc4。
当T6导通时,C2上的充电 电 压 成 为 T 7 的 b-e 结 的 反 偏 电 压 , T7 截 止 。 此 后 +15V 经 R26 、 T6 对 C 2 充 电 ( 左 负 右 正 ) , 当反向充电电压大于1.4V时,
T7又恢复导通。 这样在T 的集电极得到了
ub4电压等于0.7V后,T4导通,T4经过M 点时使电路输出脉冲。之后ub4一直被钳位 在0.7V。M点是T4由截止到导通的转折点, 也就是脉冲的前沿。
因此当up为某固定值时,改变uco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up的目的是 为了确定控制电压uco=0时脉冲的初始相位。
次电压的下一个负半周到来时,D1重新导通,C1迅速放电后又被充电,
T2截止。如此周而复始。在一个正弦波周期内,T2包括截止与导通两个
状态,对应锯齿波波形恰好是一个周期,与主电路电源频率和相位完全
同步,达到同步的目的。
可以看出,Q点电位从同步电压负半周上升段开始时刻到达 1.4V的
时间越长,T2截止时间就越长,锯齿波就越宽。锯齿波的宽度是由充电 时间常数R1C1决定的,可达240o 。
上升,直到ub5>-EC(-15V),T5又重新导通。
使T7、T8截止,输出脉冲终止。
图4.8.3 同步信号为锯齿波的
输出脉冲前沿由T4导通时刻确定,脉冲
触发电路及工作波形图
宽度与反向充电回路时间常数R11C3有关。
2.6.2 晶闸管触发电路
(4)双窄脉冲形成环节
T5、T6构成“或”门。T5、T6的导通使T7、T8都导通输出脉冲。
图2.6.1 强触发电流波形
2.6.2 晶闸管触发电路
1、单结晶体管触发电路
特点:
由单结晶体管构成的 触发电路具有简单、可靠、 抗干扰能力强、温度补偿 性能好,脉冲前沿陡等优 点,在小容量的晶闸管装 置中得到了广泛应用。
组成:
由自激振荡、同步电 源、移相、脉冲形成等部 分组成。
图2.6.2 单结晶体管触发电路及波形
相关文档
最新文档