电力电子课程设计

发布 2022-10-03 17:07:28 阅读 6203

课题名称:晶闸管触发电路的设计

学院: 景德镇陶瓷学院

班级: 08自动化(2)班

姓名: 叶剑辉。

学号: 200810320208

指导教师: 王冬。

电力电子与电机拖动课程设计任务书。

姓名叶剑辉班级 08自动化指导老师王冬

目录。内容摘要 2

晶闸管触发电路设计的目的及任务要求 3

2.1 触发电路设计目的 3

2.2 设计的任务指标及要求 3

三触发电路设计方案的选择 4

3.1 可供选择的方案种类 4

3.2 方案选择的论证 4

四锯齿波同步移相触发电路 5

4.1 触发电路的基本组成环节 5

4.3 各元器件参数明细表 6

五基本环节的工作原理 7

5.1 锯齿波形成和同步移相控制环节 7

5.2 脉冲形成,整形放大和输出环节 9

5.3 强触发和双脉冲形成环节 10

5.4 触发电路的工作波形 11

六触发电路的工作原理图 12

七心得体会 13

八参考文献 14

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。

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。

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点时使电路输出脉冲。

因此当为固定值时,改变便可改变m点的时间坐标,即改变了脉冲产生的时刻,脉冲被移相。可见,加的目的是为了确定控制电压=0时脉冲的初始相位。当接阻感负载电流连续时三项全控桥的脉冲初始相位应定在=90度;如果是可逆系统,需要在整流和逆变状态下工作,这时要求脉冲的移相范围理论上为180度,由于锯齿波波形两端的非线性,因而要求锯齿波的宽度大于180度,例如240度,此时,令=0,调节的大小使产生脉冲的m点移至锯齿波240度地的**(120度),对应于=90度的位置。

这时,如为正值,m点就向前移,控制角<90度,晶闸管电路处于整流工作状态;如为负值,m点就向后移,控制角》90度,晶闸管电路处于逆变状态。

在锯齿波同步的触发电路中,触发电路与主电路的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。从图2-2可知,锯齿波是由开关管来控制的。由导通变截止期间产生锯齿波,截止状态持续的时间就是锯齿波的宽度,开关的频率就是锯齿波的频率。

要使触发脉冲与主电路电源同步,使开关的频率与主电路电源频率同步就可达到。如图2-2中的同步环节,是有同步变压器ts和作同步开关用的晶体管组成的。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的通断作用,这就保证了触发脉冲与主电路电源同步。

同步变压器ts二次电压经二极管间接加在的基极上。当二次电压波形在负半周的下降段时,导通,电容被迅速充电。因o点接地为零电位,r点为负电位,q点电位与r点相近,故在这一阶段基极为反向偏置,截止。

在负半周的上升段,+电源通过给电容反向充电,为电容反向充电波形,其上升速度比波形慢,故截止,如图2-5所示。当q点电位达1.4v时,导通,q点电位被钳位在1.

4v.直到ts二次电压的下一个负半周到来时,重新导通,迅速放电后又被充电,截止。如此周而复始。

在一个正弦波周期内,包括截止和导通两个状态,对应锯齿波波形恰好是一个周期,与主电路电源频率和相位完全同步,达到同步的目的。可以看出,q点电位从同步电压负半周上升段开始时刻到达1.4v的时间越长,截止时间就越长,锯齿波就越宽。

可知锯齿波的宽度是由充电时间常数决定的。

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