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1、第三章晶閘管的觸發(fā)電路學習目標1.能根據(jù)晶閘管主電路的特點選擇合適的觸發(fā)電路,并能進行正確地連接與調(diào)試。2.熟悉幾種常用觸發(fā)電路的組成和工作原理。3.能用示波器測試觸發(fā)電路關(guān)鍵點的波形,根據(jù)現(xiàn)象能夠排除觸發(fā)電路的故障。常見的觸發(fā)脈沖電壓波形3-1常見的觸發(fā)脈沖電壓波形a)正弦波b)尖脈沖c)方脈沖d)強觸發(fā)脈沖e)脈沖列圖3-1常見的觸發(fā)脈沖電壓波形第一節(jié)單結(jié)晶體管觸發(fā)電路一、單結(jié)晶體管圖3-2單結(jié)晶體管a)結(jié)構(gòu)示意b)等效電路c)圖形符號d)外形及管腳用萬用表來判別單結(jié)晶體管的好壞:選擇R×1k電阻
2、擋進行測量,若某個電極與另外兩個電極的正向電阻小于反向電阻,則該電極為發(fā)射極e,接著測量另外兩個電極的正反向電阻值應該相等。單結(jié)晶體管的伏安特性圖3-3單結(jié)晶體管伏安特性a)單結(jié)晶體管實驗電路b)單結(jié)晶體管伏安特性c)特性曲線族第一節(jié)單結(jié)晶體管觸發(fā)電路(續(xù))圖3-3單結(jié)晶體管的伏安特性二、單結(jié)晶體管自激振蕩電路利用單結(jié)晶體管的負阻特性和RC電路的充放電特性,可以組成單結(jié)晶體管自激振蕩電路,如圖3-4所示。圖3-4單結(jié)晶體管自激振蕩電路及波形第一節(jié)單結(jié)晶體管觸發(fā)電路(續(xù))滿足電路振蕩的Re的取值范圍為為
3、了防止Re取值過小電路不能振蕩,一般取一固定電阻r與另一可調(diào)電阻Re串聯(lián),以調(diào)整到滿足振蕩條件的合適頻率。若忽略電容C放電時間,電路的自激振蕩頻率近似為二、單結(jié)晶體管自激振蕩電路(續(xù))第一節(jié)單結(jié)晶體管觸發(fā)電路(續(xù))三、具有同步環(huán)節(jié)的單結(jié)晶體管觸發(fā)電路圖3-5單結(jié)晶體管同步觸發(fā)電路圖3-5單結(jié)晶體管觸發(fā)電路及各環(huán)節(jié)波形同步電壓形成環(huán)節(jié)脈沖移相環(huán)節(jié)脈沖形成及輸出環(huán)節(jié)圖3-5是加了同步環(huán)節(jié)的單結(jié)晶體管觸發(fā)電路,主電路為單相半波整流電路。要求圖中VT在每個周期內(nèi)以同樣的觸發(fā)延遲角α被觸發(fā)導通,即觸發(fā)脈沖必須在
4、電源電壓每次過零后滯后α角出現(xiàn)。為了使觸發(fā)脈沖與電源電壓的相位配合需要同步,我們采用一個同步變壓器,它的一次側(cè)接主電路電源,二次側(cè)經(jīng)二極管半波整流、穩(wěn)壓削波后得梯形波,作為觸發(fā)電路電源,也作為同步信號。當主電路電壓過零時,觸發(fā)電路的同步電壓也過零,單結(jié)晶體管的Ubb電壓也降為零,使電容C放電到零,保證了下一個周期電容C從零開始充電,起到了同步作用。從圖3-5b可以看出,每周期中電容C的充放電不止一次,晶閘管由第一個脈沖觸發(fā)導通,后面的脈沖不起作用。改變Re的大小,可改變電容充電速度,也就改變了第一個脈
5、沖出現(xiàn)的角度,達到調(diào)節(jié)α角的目的。三、具有同步環(huán)節(jié)的單結(jié)晶體管觸發(fā)電路(續(xù))實際應用中,常用晶體管V代替可調(diào)電阻器Re,以便實現(xiàn)自動移相,同時脈沖的輸出一般通過脈沖變壓器TP,以實現(xiàn)觸發(fā)電路與主電路的電氣隔離,如圖3-6所示。圖3-6帶輸出脈沖變壓器的單結(jié)晶體管觸發(fā)電路三、具有同步環(huán)節(jié)的單結(jié)晶體管觸發(fā)電路(續(xù))第二節(jié)同步電壓為鋸齒波的觸發(fā)電路一、鋸齒波同步觸發(fā)電路組成圖3-7為鋸齒波同步觸發(fā)電路,該電路由以下五個基本環(huán)節(jié)組成:①同步環(huán)節(jié)。②鋸齒波形成及脈沖移相環(huán)節(jié)。③脈沖形成、放大和輸出環(huán)節(jié)。④雙脈沖
6、形成環(huán)節(jié)。⑤強觸發(fā)環(huán)節(jié)。鋸齒波同步觸發(fā)電路圖3-7鋸齒波同步觸發(fā)電路二、工作原理波形分析圖3-8鋸齒波觸發(fā)電路各點電壓波形三、雙脈沖形成環(huán)節(jié)對于三相全控橋電路,電源三相U、V、W為正相序時,6只晶閘管的觸發(fā)順序為VT1→VT2→VT3→VT4→VT5→VT6彼此間隔60°,為了得到雙脈沖,6塊觸發(fā)板的X、Y可按圖3-9所示方式連接,即后相的X端與前相的Y端相連。圖3-9實現(xiàn)雙脈沖連接的示意圖第三節(jié)集成觸發(fā)電路一、KC04、KC41C組成的三相集成觸發(fā)電路如圖3-10所示,由三塊KC04與一塊KC41C
7、外加少量分立元器件,可以組成三相全控橋的集成觸發(fā)電路,它比分立元器件電路要簡單得多。第三節(jié)集成觸發(fā)電路圖3-10三相全控橋雙窄脈沖集成觸發(fā)電路1.KC04移相觸發(fā)器KC04與分立元器件的鋸齒波觸發(fā)電路相似,也是由同步、鋸齒波形成、移相控制、脈沖形成及放大輸出等環(huán)節(jié)組成。該器件適用于單相、三相全控橋式裝置中作晶閘管雙路脈沖相控觸發(fā)。圖3-11KC04與KC41C電路各點電壓波形2.KC41C六路雙脈沖形成器圖3-12KC41C內(nèi)部電路及封裝外形圖3-12kc41c內(nèi)部結(jié)構(gòu)及管腳示意圖二、集成電路MC78
8、7和MC788集成電路MC787和MC788與KC系列相比較,具有功能強、外接元器件少、不需要雙電源供電、功耗少等多項優(yōu)點,對于電力電子產(chǎn)品的小型化和方便設計具有重要意義。圖3-13為該電路的結(jié)構(gòu)框圖圖3-13MC787和MC788內(nèi)部電路的結(jié)構(gòu)框圖集成塊由同步過零電路和極性檢測電路、鋸齒波形成電路、比較電路、抗干擾鎖定電路、調(diào)制脈沖發(fā)生器、脈沖形成電路、脈沖分配及驅(qū)動電路組成。電路采用單電源供電,同步電壓的零點設計在1/2電源電壓處。三相同步電壓信號經(jīng)