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什么是触发电路?触发电路的基本作用是什么?

什么是触发电路?触发电路的基本作用是什么?
为了保证整流电路按正常规律工作,相控触发电路必须满足哪些要求?

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李佳

2021-7-12 14:24:03
一、触发电路
  晶闸管相控电路,习惯称为触发电路,即通过控制触发角a的 大小(控制触发脉冲起始相位)来控制输出电压的大小。在晶闸管 装置中,触发电路的基本作用是在确定的时刻向对应的晶闸管提供 控制极电流使其导通。
  触发信号可以是交流,直流或脉冲,但触发信号只能在它使控制极 为正,阴极为负时起作用。巾于晶闸管在触发导通后控制极就失去 控制作用,为减少控制极损耗,一般采用脉冲形式
  相控整流电路的触发装置
  在各种相控变流电路中,晶闸管触发脉冲的前沿对应的控制角是以 晶闸管的自然换相点为计量起点的角度。自然换相点则决定于加在 晶闸管两端的交流电源电压。因此,为保证正确的相位关系,实现 同步触发控制,在触发电路中必须引入与电网电压严格同步的基准 信号,成为同步信号。主电路电源电压经同步变压器降压,再经阻 容移相,便可获得符合要求的同步信号。
  为了保证整流电路按正常规律工作,相控触发电路必须满足以 下要求:
  1、触发信号要有足够的功率
  为使晶闸管可靠触发,触发电路提供的触发电压和触发电流必 须大于晶闸管产品参数提供的门极触发电压与触发电流值,即必须 保证具有足够的触发功率,同时要求脉冲功率不超过允许瞬时最大 功率限制线和平均功率限制线,以防止因门极过热而造成元件损坏。
  2、触发脉冲必须与主回路电源电压保持同步
  为了保证电路的品质及可靠性,要求晶闸管在每个周期都在相 同的相位上触发。因此,晶闸管的触发电压必须与其主回路的电源 电压保持某种固定的相位关系,即实现同步。实现同步的方法通常 是选择触发电路的同步电压,使其与晶闸管主电路电压之间满足一 定的相位关系。
  3、触发脉冲要有一定的宽度,前沿要陡
  为使被触发的晶闸管能保持住导通状态,晶闸管的阳极电流在 触发脉冲消失前必须达到擎住电流,因此,要求触发脉冲应具有一 定的宽度,不能过窄。特别是当负载为电感性负载时,因其中电流 不能突变,更需要较宽的触发脉冲,才可使元件可靠导通。
  桥式全控整流电路采用单脉冲触发时,脉宽应为60° —
  120°,而采用双脉冲时,脉宽取10°即可,最后可通过实验决定。 对较宽的脉冲信号,也可采用脉冲序列的形式代替。
  4、触发电路的触发信号必须在晶闸管的门极伏安特性的可靠触发区, 以保证变流装置的主电路元件的互换性,且触发脉冲应保证变流电 路的对称性。相控触发电路应采取电磁兼容的技术措施,防止因各 方面的电磁干扰而出现失控。
  5、触发脉冲的移相范围应能满足主电路的要求
  触发脉冲的移相范围与主电路的型式、负载性质及变流装置的 用途有关。
  常用的触发脉冲信号如图1:
  图1儿种常见的触发脉冲信号电压波形
  为正弦波触发脉冲信号。前沿不陡,触发准确性差,
  仅用在触发要求不高的场合;
  尖脉冲。生成较容易,电路简单,也用于触发要求不 高的场合;
  矩形脉冲。
  强触发脉冲。前沿陡,宽度可变,有强触发功能,适 用于大功率场合;
  双窄脉冲。有强触发功能,变压器耦合效率高,用于 控制精度较高,感性负载的装置;
  脉冲序列。具右双窄脉冲的右点,应用广泛。
  除以上要求外,还要求触发电路具有动态响应快,抗干扰能力 强,温度稳定性好等性能。
  1.脉冲电路与晶闸管的连接方式
  1、直接连接:操作不安全,主电路干扰触发电路,主要用于实验。
  2、光耦合器连接:输入和输出之间电隔离,绝缘性能好,抗干扰能 力强。
  3、脉冲变压器耦合器连接:存良好的电气绝缘。
  直接连接光耦合器连接脉冲变压器耦合器连接 图2脉冲电路与晶闸管的连接方式
  !1!单相可控整流电路的触发电路
  !1!
  单相可控整流电路的触发电路
  1.为满足相控整流电路触发脉冲的基本要求和单相可控整流电路自 身的特点,设计了单相触发电路,如图3:
  图3单相触发电路
  1.原理:
  在单相触发电路中,输入1为控制角的给定值,输入2为电源电压 的同步信号输入端。由于整流电路中同一桥臂上下两个晶闸管元件 的控制脉冲互差180°,因而只需将其对应的上桥臂的同步电压信 号反向作为下桥臂的同步信号。输入信号乘以“-1”后即可作为互 差180°的下桥臂的同步信号。模块Mux的作用是将两路信号合并 为一个信号列,而每个信号都具有相对独立性。
  对于每一个信号,当其由负过零变正时,模块Hit Crossing便 会产生一个正向脉冲,即电网电压的同步脉冲。此脉冲一方面作用 于积分器的同步输入端,产生积分同步信号,使其开始积分。另一 方面,它将转化成布尔类型的景后作用于RS触发器的复位端R。假 如其置位端S=Q使其输出Q=0,该信号经过“非”运算后传递到积 分器1为输出脉冲做准备。由于积分器的积分斜率为电源的频率,
  在每个周期内,其积分值为Freq*T=l,而每个周期对应 3 60Q电角 度,每一度对应积分值为1/36 0。因而当要求在a度触。
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