单结晶体管触发电路(解析).doc

单结晶体管触发电路
浏览 2695 发布时间 2009-03-20
单结晶体管触发电路之一
图1（a）是由单结晶体管组成的张弛振荡电路。可从电阻R1上取出脉冲电压ug。

(a) 张弛振荡电路　　　　　　　　　　(b) 电压波形
图1 单结晶体管张弛振荡电路
假设在接通电源之前，图1(a)中电容C上的电压uc为零。接通电源U后，它就经R向电容器充电，使其端电压按指数曲线升高。电容器上的电压就加在单结晶体管的发射极E和第一基极B1之间。当uc等于单结晶体管的峰点电压UP时，单结晶体管导通，电阻RB1急剧减小（约20Ω），电容器向R1放电。由于电阻R1取得较小，放电很快，放电电流在R1上形成一个脉冲电压ug，如图1(b)所示。由于电阻R取得较大，当电容电压下降到单结晶体管的谷点电压时，电源经过电阻R供给的电流小于单结晶体管的谷点电流，于是单结晶体管截止。电源再次经R向电容C充电，重复上述过程。于是在电阻R1上就得到一个脉冲电压ug。但由于图1（a）的电路起不到如后述的“同步”作用，不能用来触发晶闸管。
单结晶体管触发电路之二
单结晶体管触发电路如图2所示，带有放大器。晶体管T1和T2组成直接耦合直流放大电路。T1是NPN型管，T2是PNP型管。UI是触发电路的输入电压，由各种信号叠加在一起而得。UI经T1放大后加到T2。当UI增大时，IC1就增大，而使T1的集电极电位UC1，即T2的基极电位UB2降低，T2更为导通，IC2增大，这相当于晶体管T2的电阻变小。同理，UI减小时，T2的电阻变大。因此，T2相当于一个可变电阻，随着UI的变化来改变它的阻值，对输出脉冲起移相作用，达到调压的目的。
输出脉冲可以直接从电阻R1上引出，也可以通过脉冲变压器输出。

图2 单结晶体管触发电路
因为晶闸管控制极与阴极间允许的反向电压很小，为了防止反向击穿，在脉冲变压器副边串联二极管D1，可将反向电压隔开，而并联D2，可将反向电压短路。
单结晶体管触发电路之三——单相半控桥式整流电路

图3 由单结晶体管触发的单相半控桥式整流电路
改变电位器RP的数值可以调节输出脉冲电压的频率。但是（RP＋R）的阻值不能太小，否则在单结晶体管导通之后，电源经过RP和R供给的电流较大，单结晶体管的电流不能降到谷点电流之下，电容电压始终大于谷点电压，因此，单结晶体管就不能截止，造成单结晶体管的直通现象。选用谷点电流大一些的管子，可以减少这种现象。当然，（RP＋R）的阻值也不能太大，否则充电太慢，使晶闸管的最大导通角受到限制，减小移相范围。一般（RP＋R）是几千欧到几十千欧。
单结晶体管触发电路输出的脉冲电压的宽度，主要决定于电容器放大电的时间常数。R1或C太小，放电快，触发脉冲的宽度小，不能使晶闸管触发。因为晶闸管从阻断状态到完全导通需要一定时间，一般在10uf以下，所以触发脉冲的宽度必须在10uf以上。如选用C＝0.1~1uF，R1=250~100Ω，就可得到数十微秒的脉冲宽度。但是，若C值太大，由于充电时间常数（RP+R）C的最小值决定于最小控制角，则（RP+R）就必须很小，如上所述，这将引起单结晶体管的直通现象。如果R1太大，当单结晶体管尚未导通时，其漏电流就可能在R1上产生较大的电压，这个电压加在晶闸管的控制极上而导致误触发。一般规定，晶闸管的不触发电压为0.15~0.3V，所以上述电压不应大于这个数值。
脉冲电压的幅度决定于直流电源电压和单结晶体管的分压比。如电源电压为20V，晶体管的分压比为0.5，则在单结晶体管导通时，电容器上的电压约为10V，除去管压降外，可以获得幅度为7~8V的输出脉冲电压。根据上述数据，输出脉冲的宽度和幅度都能满足触发晶闸管的要求。
图3中的电阻R2是作温度补偿用的。因为在UP＝UBB＋UD的式中，分压比几乎不随温度而变，而UD将随温度上升而略有下降。这样，UP就要随温度而变，这是不希望的。当接入R2（及R1）后，UBB是由稳压电源的电压UZ经R2、RBB、R1分压而得，而RBB随温度上升而增大，因此在温度上升后，RBB增大，电流

就减小，R1和R2上的压降也相应减小，UBB就增大一些，于是补偿了UD因温度上升而下降之值，从而使峰点电压UP保持不变。
⑴稳压管的作用是将整流电压uo变换成梯形波（削去顶上一块，所谓削波），稳定在一个电压值UZ，使单结晶体管输出的脉冲幅度和每半周产生第一个脉冲（第一个脉冲使晶闸管触发导通后，后面的脉冲都是无用的）的时间不受交流电源电压波动的影响。图4中示出了单结晶体管触发电路中各处电压的波形。

图4 电压波形
⑵通过变压器将触发电路与主电路接在同一电源上，所以每当主电路的交流电源电压过零值时，单结晶体管上的电压UZ也过零值，两者同步。在UZ过零值时，单结晶体管基极间的电压UBB也为零。如果这时电容器上还有残余电压，必然要向R1放电，很快放掉，以保证电容器在每一半波之初从零开始充电。这样，才能使每半周产生第一个脉冲的时间保持不变，即，从而使晶闸管的导通角和输出电压平均值保持不变。
因此，变压器不仅是个整流变压器，而且还起同步作用，故也称为同步变压器。图5（a）的电路是起不到同步作用的。
⑶如果改变电位器RP的电阻值，例如增大阻值，电容器C的充电变慢，因而每半波出现第一个脉冲的时间后移（即a角增大），从而使晶闸管的导通角变小，输出电压的平均值也变小。因此，改变RP是起移相的作用，达到调压的目的。
这三个问题就是稳压管的削波作用，变压器的同步作用，改变RP的移相作用。

图5 (a)　　　　　　　　　　(b)