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常用电力电子器件

间就是锯齿波的宽度，VT2开关的频率就是锯齿波的频率，要使触发脉冲与主回路电源同步，使VT2开关的频率与主回路电源同步就可实现。

为了控制VT2的开关频率与主回路电源频率相同，同步环节需要设置一个同步变压器Ts，用同步变压器TS的二次电压来控制VT2的通断，从而就***了触发电路发出的脉冲与主回路电源同步。

当同步变压器二次电压uTS2波形在负半周下降沿时，VD1导通，uTS2通过VD1为C1 充电，其极性为下正上负，如忽略VD1的正向压降，则Q点的波形与uTS2波形一致，这时，VT2管基极反向偏置截止。当uTS2波形在负半周上升沿时，+15V电压经R1为C1反向充电，由于受电容C1反向充电时间常数R1C1的影响，Q点电压u。比uTS2上升缓慢，所以VD1反向偏置截止。当Q点电位被反向充电上升到1.4V左右时，VT2导通，Q点电位被钳位在1.4V,直到uTS2下一个负半周开始时，VD1重新导通、VT2重新截止，以后重复前面的过程，这样在一个正弦波周期内，VT2管工作在截止与导通的两个状态。这两个状态刚好对应锯齿波电压波形的一个周期，从而与主回路电源频率完全一致，达到了同步的目的。锯齿波宽度由电容C1的反向充电时间常数R1C1决定。

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4强触发环节。强触发环节可以缩短晶闸管的开通时间，提高晶闸管承受di/dt 的能力，有利于改善串并联器件的动态均压和均流，其电路如图2-22右上角所示。

根据强触发脉冲形成特点，在脉冲初期阶段输出约为通常情况下的5倍脉冲幅度，时间只占整个脉冲宽度的很小一部分(10us左右)，以减小门极损耗，其前沿陡度在1A/us 左右。电路设计时要考虑能瞬时输出足够高的驱动电压和电流。

本电路强触发环节由单相桥式不控整流电路(VD11~VD14)获得50V电源。在VTR 

导通前50V电源已通过R15向电容C6充电。所以B点电位已升到50V。当VT:导通时，C6经过脉冲变压器TR、R16(C5)、VT8迅速放电。由于放电回路电阻很小，电容C6两端电压衰减很快，uB电位迅速下降。当uB稍低于15V时，二极管VD15由截止变为导通。虽然这时50V电源电压较高，但它向VT8提供较大的负载电流，在R15上的电阻压降较大，不可能向C6提供超过15V的电压，因此uRB电位被钳位在15V,形成如图2-23底部u BM所示强触发脉冲波形，当VT8由导通变为截止时，50V电源又通过R15向C6充电，使B点电位再升到50V,准备下一次强触发。电容C5是为提高强触发脉冲前沿陡度而附加的。

我移极和压作使T4 决十2 这图时也电制时时是相析偏初锯通时

双窄脉冲形成环节。三相全控桥式电路要求触发电路提供宽脉冲(60o<脉宽<120o) 或间隔为60o的双窄脉冲，前者要求触发电路的输出功率较大，所以采用较少，一般多采用后者。触发电路实现间隔60o发出两个脉冲是该技术的关键。对于三相全控桥，与六个晶闸管对应要有六个如图2-24所示的触发单元，VT5、VT6构成一个“或”门电路，不论哪一个管子截止，都能使VT2和VT8管导通，触发电路输出脉冲。所以，本相触发单元发出第-个脉冲以后，间隔60o的***个脉冲是由滞后60o相位的后一相触发单元在产生自身***个脉冲时，同时将信号通过Y端引至本相触发单元T1、T2的基极，使VT6瞬间截止，于是本相触发单元的VT8管又一次导通，***次输出一个脉冲，因而得到间隔60o的双窄脉冲，其中VD4和R17的作用主要是防止双脉冲信号相互干扰。

在三相全控桥式整流电路中，六个晶闸管的触发顺序是VT1、VT2、VT3、VT4A、VT5 和VT6,而且彼此间隔60o,所以与六个晶闸管对应的各相触发单元之间信号传送线路的具体连接方法是:后一个触发单元的X端接至***个触发单元的Y端。例如:VT 管触发单元的X端应接至VT1管触发单元的Y端，而VT管触发单元的X端应接至VT6管触发单元的Y端，各相触发单元之间双脉冲环节的连接方法如图2-24所示。

化晶闸匕晶闸管及脉冲齿波产生、移相控制、脉冲形成和整形放大输出等环节组成。

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同步信号单元由晶体管VT1~vT组成。外接同步正弦电压U、经R1接到KCo4移相集成触发器的引脚8，即加到vT，和VT2的基极。当Us为正半周时，VT导通，VT 截止；当U、为负半周时，VT2、VT,导通，VT，还是截止，只有当同步电压/U,<0.7V时，VT1、VT2和vT3才同时处于截止状态，VT4导通。用VT导通作为同步电压过零的检测标志。

锯齿波形成单元由晶体管VT5及外接电容Cs组成。外接电容C3通过集成电路的引| 脚3和4接至VT5的基极和集电极之间，构成电容负反馈的锯齿波发生器。当同步检测晶体管VT截止时，电容C3充电，充电回路为+15V电源、R6、C3、R15、RP1至-15V电源，Cs两端电压即集成电路引脚4 电压线性增长，形成了锯齿波的上升沿(见图2-26中vT4),当VT4导通时，电容C3经VT4及二极管VD3迅速放电，形成锯齿波的下降沿。锯齿波电压的斜率由充电回路的相关参数C3、R6、R15、RP1的数值决定。

移相控制单元由晶体管VT6及外接元件构成。上述在VT5集电极形成的锯齿波电压U4和外接偏移电压UP、移相控制电压UK，

分别经过电阻R16、R17、R18由集成电路的引脚9加至VT6的基极，也就是当集成电路引脚9电压U9>0.7V时，VT6导通。如果偏移电压UP和锯齿波电压U4为定值，那么改变UK的大小即可改变VT6管的导通时刻，即改变脉冲产生的时刻，起到移相控制的作用。

脉冲形成单元由VT，及外接元件构成。外接电容C2通过集成电路引脚11、12接至VT6的集电极和VT，的基极，平时由于十15V电压经外接电阻R，向VT，提供基极电流，因此VT，是导通的。当VT6截止时，C2充电，极性为左正右负，充电回路为十15V电源、R8、C2和VT7的B、E极至地；当VT6导通时，C2上所充电压经VT。管使VT，管的发射极承受反向电压而截止，此时电容C2又经十15V电源、R,、C2、VT6的C、E极至地反方向充电，当充到集成电路的引脚12电压(C2的一端)>0.7v时，VT,重新导通，于是在VT管的集电极上就得到一个脉宽固定的移相脉冲(见图2-27),该脉冲的宽度由时间常数C{2、R决定。

图2-27 KC04移相集成触发器工作波形

功率放大单元由脉冲分选和功率放大两部分组成。VT8和VT2承担脉冲分选任务，在

同步电压的一个周期内，VT,管集电极上形成的是脉宽一定、相位相差180o的两个脉冲。经VT8和VT12分选，在U，的正半周时，由于VT，导通而使VT8截止，由VT，集电极来的脉冲经由二极管VD2、稳压二极管VZ3使晶体管VT，导通，VT。导通使得复合管VT10、VT11导通，触发脉冲由集成电路引脚1输出(见图2-27中U1);与此同时，由于VT2、

VT3截止使得VT12导通，将VT7集电极来的脉冲钳制在“0”电位，所以VT13、VT14 VT15均截止，集成电路的引脚15无脉冲输出。同理，在U”的负半周，由于VT1截VT2、VT3导通，使VT12截止而VT8导通，触发脉冲由引脚15输出(见图2-27中U15) 而引脚1无脉冲输出。

KC04移相触发器主要用于单相或三相桥式装置，其主要技术数据如下: 

半周辑式高料

电源电压:DC±15V,允许波动士5%。

电源电流:正电流≤15mA,负载电流≤8mA。移相范围:≥170o(同步电压30v,R1取15k)。脉冲宽度:400ps~2ms。

脉冲幅度:≥13V。

输出能力:100mA。

相应发电各相发脉的同正负半周脉冲相位不均衡范围:±3o。环境温度:-10~70o℃。

2数字式移相触发器。前述的KCO4移相集成触发器属于模拟量控制电路，其缺点是易受电网的影响，元器件参数的变化可能影响移相角的变化；如果是多相整流，可能因不同相的移相角的差异而使直流波形变差，抗干扰能力差。

采用数字触发电路具有以下特点:晶闸管移相控制精度高；对多相整流电路，各相脉冲分布均衡，直流波形较好；如果同时采用强触发脉冲，并联晶闸管导通角趋于一致，均流系数好，无需另加均流措施；抗干扰能力强；操作控制方便。 

所示60o, 要一数字式移相触发电路工作原理如图2-28所示。图中A/D为模数转换器，它将控制电压

Vc转换为频率与Vc成正比的计数脉冲。当Vc=0时，计数脉冲频率f1=13~14kHz;当Vc=10V时，计数脉冲频率f1=130~140kHz,将此频率的脉冲分别送到三个分频器f1/f2(7位二进制计数器)。分频器每输入128个脉冲后输出***个脉冲至脉冲发生器，发生器将此脉冲转换成触发脉冲。脉冲发生器平时处于封锁状态，由正弦同步电压滤波经移相器补偿移相后削波限幅，形成梯形同步电压V，VT过零时对分频器清零，同时使脉冲发生器解除封锁，使A/D输入计数器的脉冲开始计数，在计至128个脉冲时，脉冲发生器输出触发脉冲。电压Vc升高，脉冲频率f1、f2增大，同样出现128个脉冲的时间缩短，产生***脉冲的时间提前，即a减小。脉冲发生器每半周输出脉冲经脉冲选择、整形放大，正半周输出脉冲触发其阴极组晶闸管，负半周输出脉冲触发其阳极组晶闸管，达到控制三相桥式高精度移相触发的目的。

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(6)触发电路与主回路的同步

由前面分析可知，要想有效而准确地控制晶闸管变流装置的输出，触发电路应能发出与相应晶闸管阳极电压有一定相位关系的脉冲，触发电路送出初始脉冲的时刻是由输人到该触发电路的同步电压来确定的。所以，必须根据被触发晶闸管阳极电压的相位要求，正确供给各相应触发电路特定的同步电压，才能使触发电路分别在晶闸管需要触发脉冲的时刻输出触发脉冲，这种正确选择同步电压相位以及获取不同相位同步电压的方法叫作晶闸管触发电路的同步或定相。

1触发电路同步电压的确定。下面以感性负载的三相全控桥式电路来分析。如图2-29 (a)所示为主电路连接图，主电路整流变压器TR的接法为△/Y-11,电网电压为uU1、zv1、zw1,经TR供给三相全控桥式电路，对应电压为uu、uv、uw,其波形如图2-29(b) 所示，假设控制角a=0o,则u~ug6六个触发脉冲应出现在各自的自然换流点，依次相隔60o,获得六个同步电压的方法通常采用具有两组二次绕组的三相变压器来得到，这样，只要一个触发电路的同步电压相位符合要求，那么，其他五个同步电压的相位肯定符合要求。

触发电路采用图2-22所示的锯齿波触发电路，假设同步变压器TS二次相电压u经过阻容滤波后为U(U带后u30o)再接入触发电路。这里以 VT1管为例来分析。由图2-29 (a)可知，三相全控桥式整流电路电感性负载，要求同步电压与晶闸管的阳极电压相差180o,使a=90o时刻正好近似在锯齿波的中点[wt3时刻，如图2-30(a)所示]。因电压uTU经阻容滤波后已滞后30o,为U &＃39;H,输入到触发电路，所以uTu与u1只需相差150o即可，如图2-30(b)所示，即u Tu带后uu150o即可满足要求。

由上面得出的晶闸管触发电路的同步电压与阳极电压的相位关系可知:可以用具有特定的方式连接三相同步变压器来获得满足要求的同步电源。

根据图2-29(a)中电源变压器/Y-11的接法，画出一、二次电压矢量图，如图2-30 (b)所示，晶闸管vT的阳极电压Uu与Uuv同相，在滞后Uu150o的位置上画出需要的同步电压UTu，则对应的线电压UTUy超前Uu30o,正好在4点钟的位置，则UT-)在10点钟的位置，所以同步变压器两组二次绕组中一组为Y/Y-4,另一组为Y/Y-10。Y/Y-4 。