晶闸管触发电路的设计004.docx
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1、电力电子课程设计 课题名称:晶闸管触发电路的设计学 院: 班 级: 姓 名: 学 号: 指导教师: 内容摘要2晶闸管触发电路设计的目的及任务要求32.1 触发电路设计目的32.2 设计的任务指标及要求3三 触发电路设计方案的选择33.1 可供选择的方案种类33.2 方案选择的论证3四 锯齿波同步移相触发电路44.1 触发电路的基本组成环节44.2 触发电路的工作原理图44.3 各元器件参数明细表5五 基本环节的工作原理55.1 锯齿波形成和同步移相控制环节55.2 脉冲形成,整形放大和输出环节75.3 强触发和双脉冲形成环节85.4 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
2、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
3、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 - 10 V. 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
4、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
5、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 图 2-14.3 各元器件参数明细表R110KR126.2KC30.1uVD62CP12VT23DG1 2BR24.7KR13200C4 0.1uVD72CP12VT33DG1 2BR34.7KR1420 C50.047uVD82CP1
6、2VT43DG1 2BR4200R15300C61uVD92CP12VT53DG1 2BR510KR1630C72000uVD102CP12VT63DG 2BR63.3KR1730VS2cw12VD112CZI/AVT73DG1 2BR712KR1820VD12CP12VD122CZI/AVT83DA 1BR86.2KRP11.5KVD22CP12VD132CZI/AR96.2KRP21.5KVD32CP12VD142CZI/AR1030KC11uVD42CP12VD152CZI/AR1130KC21uVD52CP12VT13CC1D 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
7、 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
8、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
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