电路电子——晶闸管的触发电路设计PPT讲稿.ppt
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1、电路电子电路电子晶闸管的触发电路设计晶闸管的触发电路设计第1页,共32页,编辑于2022年,星期日 对于触发电路的基本要求:对于触发电路的基本要求:对于触发电路的基本要求:对于触发电路的基本要求:n n触发信号的形式:常用脉冲信号,如触发信号的形式:常用脉冲信号,如触发信号的形式:常用脉冲信号,如触发信号的形式:常用脉冲信号,如图图图图1 1 1 1n n触触触触发发发发信信信信号号号号的的的的触触触触发发发发功功功功率率率率:要要要要求求求求脉脉脉脉冲冲冲冲必必必必须须须须具具具具有有有有足足足足够够够够的的的的功功功功率率率率,且且且且不不不不超超超超过过过过晶闸管门极最大允许功率晶闸管门
2、极最大允许功率晶闸管门极最大允许功率晶闸管门极最大允许功率n n触发脉冲的宽度:要求脉冲要具有一定的宽度,前沿要陡触发脉冲的宽度:要求脉冲要具有一定的宽度,前沿要陡触发脉冲的宽度:要求脉冲要具有一定的宽度,前沿要陡触发脉冲的宽度:要求脉冲要具有一定的宽度,前沿要陡n n触发脉冲的移相范围:要求能满足主电路移相范围的要求触发脉冲的移相范围:要求能满足主电路移相范围的要求触发脉冲的移相范围:要求能满足主电路移相范围的要求触发脉冲的移相范围:要求能满足主电路移相范围的要求n n触触触触发发发发脉脉脉脉冲冲冲冲与与与与主主主主电电电电路路路路的的的的相相相相位位位位关关关关系系系系:要要要要求求求求触
3、触触触发发发发电电电电路路路路必必必必须须须须与与与与晶晶晶晶闸闸闸闸管管管管的的的的主电压保持同步主电压保持同步主电压保持同步主电压保持同步n n其它。其它。其它。其它。第2页,共32页,编辑于2022年,星期日正弦波正弦波尖脉冲尖脉冲方脉冲方脉冲强触发脉冲强触发脉冲脉冲序列脉冲序列图图1 常见的触发脉冲电压波形常见的触发脉冲电压波形n n 常见的触发脉冲电压波形如下:常见的触发脉冲电压波形如下:常见的触发脉冲电压波形如下:常见的触发脉冲电压波形如下:第3页,共32页,编辑于2022年,星期日n n触发电路通常以组成的主要元件名称分类,可分为:单结触发电路通常以组成的主要元件名称分类,可分为
4、:单结触发电路通常以组成的主要元件名称分类,可分为:单结触发电路通常以组成的主要元件名称分类,可分为:单结晶体管触发电路、晶体管触发电路、集成电路触发器、计晶体管触发电路、晶体管触发电路、集成电路触发器、计晶体管触发电路、晶体管触发电路、集成电路触发器、计晶体管触发电路、晶体管触发电路、集成电路触发器、计算机控制数字触发电路等。算机控制数字触发电路等。算机控制数字触发电路等。算机控制数字触发电路等。n n单结晶体管触发电路只用于控制精度要求不高的单相晶闸管系单结晶体管触发电路只用于控制精度要求不高的单相晶闸管系单结晶体管触发电路只用于控制精度要求不高的单相晶闸管系单结晶体管触发电路只用于控制精
5、度要求不高的单相晶闸管系统统统统 。n n晶体管触发电路按同步电压的形式不同,分为正弦波和锯齿波两种。晶体管触发电路按同步电压的形式不同,分为正弦波和锯齿波两种。晶体管触发电路按同步电压的形式不同,分为正弦波和锯齿波两种。晶体管触发电路按同步电压的形式不同,分为正弦波和锯齿波两种。n n晶闸管触发电路的基本环节:同步环节、触发脉冲的形成与晶闸管触发电路的基本环节:同步环节、触发脉冲的形成与晶闸管触发电路的基本环节:同步环节、触发脉冲的形成与晶闸管触发电路的基本环节:同步环节、触发脉冲的形成与放大环节、触发移相环节、触发脉冲的输出环节放大环节、触发移相环节、触发脉冲的输出环节放大环节、触发移相环
6、节、触发脉冲的输出环节放大环节、触发移相环节、触发脉冲的输出环节第4页,共32页,编辑于2022年,星期日晶闸管的触发电路晶闸管的触发电路 一、一、一、一、单结晶体管触发电路单结晶体管触发电路单结晶体管触发电路单结晶体管触发电路二、二、二、二、同步电压为锯齿波的触发电路同步电压为锯齿波的触发电路同步电压为锯齿波的触发电路同步电压为锯齿波的触发电路三、三、集成触发电路集成触发电路小结小结第5页,共32页,编辑于2022年,星期日1 1、单结晶体管、单结晶体管 单结晶体管的结构、图形符号及等效电路如图所示。单结晶体管的结构、图形符号及等效电路如图所示。一、一、单结晶体管触发电路单结晶体管触发电路图
7、图2 单结晶体管单结晶体管(a)结构示意结构示意 (b)等效电路等效电路 (c)图形符号图形符号 (d)外形及管脚外形及管脚 第6页,共32页,编辑于2022年,星期日U Ue eU UA A :PNPN结反偏置,结反偏置,只有很小的反向漏电流只有很小的反向漏电流 U Ue e=U UA A :I Ie e,特性曲线与横坐标交点处特性曲线与横坐标交点处 U Ue e 上升上升 :U Ue eU UP PUUbbbbU UDD ,单结晶体管导通,单结晶体管导通,该转折点称为峰点该转折点称为峰点P P 分压比分压比IP图图图图3 3 单结晶体管伏安特性单结晶体管伏安特性单结晶体管伏安特性单结晶体管
8、伏安特性 (a)(a)单结晶体管实验电路单结晶体管实验电路单结晶体管实验电路单结晶体管实验电路 (b)(b)单结晶体管伏安特性单结晶体管伏安特性单结晶体管伏安特性单结晶体管伏安特性截止区截止区截止区截止区(apap段)段)段)段)第7页,共32页,编辑于2022年,星期日U Ue e U UP P:I Ie e增大增大 ,r rb1b1急剧下降急剧下降 ,U UA A达到最小,达到最小,U Ue e也最小也最小 ,达到谷点,达到谷点V V负阻区负阻区负阻区负阻区(PVPVPVPV段)段)段)段)达到达到U UV V后,单结晶体管处于饱和导通状态后,单结晶体管处于饱和导通状态 饱和区饱和区饱和区
9、饱和区(VNVN段)段)段)段)图图图图4 4 单结晶体管伏安特性单结晶体管伏安特性单结晶体管伏安特性单结晶体管伏安特性 (a)(a)单结晶体管实验电路单结晶体管实验电路单结晶体管实验电路单结晶体管实验电路 (b)(b)单结晶体管伏安特性单结晶体管伏安特性单结晶体管伏安特性单结晶体管伏安特性第8页,共32页,编辑于2022年,星期日2 2 2 2、单结晶体管自激振荡电路、单结晶体管自激振荡电路、单结晶体管自激振荡电路、单结晶体管自激振荡电路 1.1.电源接通:电源接通:电源接通:电源接通:E E通过通过通过通过R Re e对对对对C C充电,时充电,时充电,时充电,时间常数为间常数为间常数为间
10、常数为R Re eC C2.2.U Uc c增大,达到增大,达到增大,达到增大,达到 U UP P ,单结晶体管,单结晶体管,单结晶体管,单结晶体管导通,导通,导通,导通,C C通过通过通过通过R R1 1放电放电放电放电3.U3.Uc c减少,达到减少,达到减少,达到减少,达到U Uv v,单结晶体管截,单结晶体管截,单结晶体管截,单结晶体管截止,止,止,止,R1R1 下降,接近于零下降,接近于零下降,接近于零下降,接近于零4.4.重复充放电过程重复充放电过程重复充放电过程重复充放电过程5.1 单结晶体管触发电路单结晶体管触发电路R Re e的值不能太大或太小,的值不能太大或太小,满足电路振
11、荡的满足电路振荡的满足电路振荡的满足电路振荡的R R R Re e e e的取值范围的取值范围的取值范围的取值范围 图图5 5 单结晶体管自激振荡电路单结晶体管自激振荡电路 第9页,共32页,编辑于2022年,星期日n n为了防止为了防止为了防止为了防止R R R Re e e e取值过小电路不能振荡,一般取一固定电阻取值过小电路不能振荡,一般取一固定电阻取值过小电路不能振荡,一般取一固定电阻取值过小电路不能振荡,一般取一固定电阻r r r r与另一可调电阻与另一可调电阻与另一可调电阻与另一可调电阻R R R Re e e e串联,以调整到满足振荡条件的合适频率。串联,以调整到满足振荡条件的合
12、适频率。串联,以调整到满足振荡条件的合适频率。串联,以调整到满足振荡条件的合适频率。若忽略电容若忽略电容若忽略电容若忽略电容C C C C放电时间,电路的自激振荡频率近似为:放电时间,电路的自激振荡频率近似为:放电时间,电路的自激振荡频率近似为:放电时间,电路的自激振荡频率近似为:一、一、一、一、单结晶体管触发电路单结晶体管触发电路单结晶体管触发电路单结晶体管触发电路n n电路中电路中电路中电路中R R R R1 1 1 1上的脉冲电压宽度取决于电容放电时间常数。上的脉冲电压宽度取决于电容放电时间常数。上的脉冲电压宽度取决于电容放电时间常数。上的脉冲电压宽度取决于电容放电时间常数。R R R
13、R2 2 2 2是温是温是温是温度补偿电阻,作用是保持振荡频率的稳定。度补偿电阻,作用是保持振荡频率的稳定。度补偿电阻,作用是保持振荡频率的稳定。度补偿电阻,作用是保持振荡频率的稳定。第10页,共32页,编辑于2022年,星期日 3 3 3 3、具有同步环节的单结晶体管触发电路、具有同步环节的单结晶体管触发电路、具有同步环节的单结晶体管触发电路、具有同步环节的单结晶体管触发电路 一、一、单结晶体管触发电路单结晶体管触发电路图图图图6 6 6 6 晶体管同步触发电路晶体管同步触发电路晶体管同步触发电路晶体管同步触发电路 第11页,共32页,编辑于2022年,星期日注意:注意:注意:注意:n每周期
14、中电容每周期中电容C C的充放电不止的充放电不止一次,晶闸管由第一个脉冲触一次,晶闸管由第一个脉冲触发导通,后面的脉冲不起作用。发导通,后面的脉冲不起作用。n改变改变R Re e的大小,的大小,可改变电容充可改变电容充电速度,达到调节电速度,达到调节 角的目的。角的目的。n削波的目的:增大移相范围,使削波的目的:增大移相范围,使输出的触发脉冲的幅度基本一样。输出的触发脉冲的幅度基本一样。一、一、一、一、单结晶体管触发电路单结晶体管触发电路单结晶体管触发电路单结晶体管触发电路第12页,共32页,编辑于2022年,星期日n实际应用中,常用晶体管实际应用中,常用晶体管2 2代替电位器代替电位器R R
15、e e,以便实现自,以便实现自动移相。动移相。nTPTP:脉冲变压器,脉冲变压器,脉冲变压器,脉冲变压器,实现触发电路与主电路的电气隔离。实现触发电路与主电路的电气隔离。恒流源恒流源一、一、单结晶体管触发电路单结晶体管触发电路 图图7 7单结管触发电路其它形式单结管触发电路其它形式 第13页,共32页,编辑于2022年,星期日n n单结晶体管触发电路简单,输出功率较小,脉冲较窄,单结晶体管触发电路简单,输出功率较小,脉冲较窄,单结晶体管触发电路简单,输出功率较小,脉冲较窄,单结晶体管触发电路简单,输出功率较小,脉冲较窄,虽加有温度补偿,但对于大范围的温度变化时仍会出现虽加有温度补偿,但对于大范
16、围的温度变化时仍会出现虽加有温度补偿,但对于大范围的温度变化时仍会出现虽加有温度补偿,但对于大范围的温度变化时仍会出现误差,控制线性度不好。参数差异较大,对于多相电路误差,控制线性度不好。参数差异较大,对于多相电路误差,控制线性度不好。参数差异较大,对于多相电路误差,控制线性度不好。参数差异较大,对于多相电路的触发时不易一致。因此单结晶体管触发电路只用于控的触发时不易一致。因此单结晶体管触发电路只用于控的触发时不易一致。因此单结晶体管触发电路只用于控的触发时不易一致。因此单结晶体管触发电路只用于控制精度要求不高的单相晶闸管系统制精度要求不高的单相晶闸管系统制精度要求不高的单相晶闸管系统制精度要
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