电力电子技术门极触发电路.ppt

第3章 门极触发电路 3.1 概述 3.2 晶体管触发电路 3.3 集成触发器 3.4 触发器的定相 3.1.1 门极触发信号的种类 1）直流信号 损耗增加 2）交流信号 温度变化和交流电压幅值变化 时，延迟角不稳定 3）脉冲信号 便于控制脉冲的出现时刻 ，降低门极损耗。实现信号的同步传输。 3.1.2 晶闸管对触发电路的要求 1. 触发脉冲的电压和电流应大于晶闸管要求的数值，并留有一定的裕量。 2. 触发脉冲应满足要求的移相范围240°-300°。 3．触发脉冲与晶闸管主电路电源必须同步。 4．触发脉冲的应有足够的宽度，脉冲前沿陡度应大于1A/us。 5．为满足三相全控桥的要求，触发电路应能输出双窄脉冲或宽脉冲。 6．为满足反并联可逆电路的要求，触发电路应有αmin、βmin 限制。 相控电路： 晶闸管可控整流电路，通过控制触发角a的大小即控制触发脉冲起始相位来控制输出电压大小。 采用晶闸管相控方式时的交流电力变换电路和交交变频电路（第4章）。 3.2同步信号为锯齿波的触发电路 输出可为双窄脉冲（适用于有两个晶闸管同时导通的电路），也可为单窄脉冲。 三个基本环节：脉冲的形成与放大、锯齿波的形成和脉冲移相、同步环节。此外，还有强触发和双窄脉冲形成环节。 3.2 同步信号为锯齿波的触发电路 1) 脉冲形成环节 当V4的基极电压uco=0时，V4截止。+E1电源通过R11提供给V5一个足够大的基极电流，使V5饱和导通。所以V5集电极电压接近于-E1，V7、V8处于截止状态，无脉冲输出。电源+E1经R9、V5的发射极到-E1对电容C3充电，充满后电容两端电压接近2E1，极性如图所示。 当uco≥0.7V时，V4导通。A点电位从+E1突降到1V，由于电容C3两端电压不能突变，所以V5基极电位也突降到-2E1，V5基射极反偏置，V5立即截止。它的集电极电压由-E1迅速上升到钳位电压2.1V时，使得V7、V8导通，输出触发脉冲。 同时电容C3由+E1经R11、VD4、V4放电并反向充电，使V5基极电位逐渐上升。直到V5基极电位ub5 -E1，V5又重新导通。这时V5集电极电压又立即降到-E1，使V7、V8截止，输出脉冲终止。可见，脉冲前沿由V4导通时刻确定，脉冲宽度由反向充电时间常数R11C3决定。 2) 锯齿波的形成和脉冲移相环节 锯齿波电压形成的方案较多，如采用自举式电路、恒流源电路等；本电路采用恒流源电路。 当V2截止时，恒流源电流I1C对电容C2充电，所以C2两端的电压uC为 uC按线性增长,即ub3按线性增长。调节电位器RP2，可以改变C2的恒定充电电流I1C。 当V2导通时，因R4很小所以C2迅速放电，使得ub3电位迅速降到零伏附近。当V2周期性地导通和关断时，ub3便形成一锯齿波。射极跟随器V3的作用是减小控制回路电流对锯齿波电压ub3的影响。 V4基极电位由锯齿波电压、控制电压uco、直流偏移电压up三者叠加所定,它们分别通过电阻R6、R7、R8 与V4基极连接。 根据叠加原理，先设uh为锯齿波电压ue3单独作用在基极时的电压，其值为 所以uh仍为锯齿波，但斜率比ue3低。 同理，直流偏移电压up单独作用在V4基极时的电压 为 控制电压uco单独作用在V4基极时的电压 为： 所以， 仍为一条与up平行的直线，但绝对值比up小； 仍为一条与uco平行的直线，但绝对值比uco小。 当V4不导通时，V4的基极b4的波形由 确定。当b4点电压等于0.7V后，V4导通。产生触发脉冲。改变uco便可以改变脉冲产生时刻，脉冲被移相。加up的目的是为了确定控制电压uco=0时脉冲的初始相位。 以三相全控桥为例，当接反电势电感负载时，脉冲初始相位应定在α=90?；当uco=0时，调节up的大小使产生脉冲的M点对应α=90?的位置。当uco为0，α=90?，则输出电压为0；如uco为正值，M点就向前移，控制角α90?，处于整流工作状态；如uco为负值，M点就向后移，控制角α90?，处于逆变状态。 3) 同步环节 同步环节是由同步变压器TS、VD1、VD2、C1、R1和晶体管V2组成。同步变压器和整流变压器接在同一电源上，用同步变压器的二次电压来控制V2的通断作用，这就保证了触发脉冲与主电路电源同步。 与主电路同步是指要求锯齿波的频率与主电路电源的频率相同且相位关系确定。锯齿波是由开关管V2控制的，也就是由V2的基极电位决定的。 同步电压uTS经二极管VD1加在V2的基极上