單相全控橋式晶閘管整流電路的設(shè)計(jì)(純電阻負(fù)載)(編輯修改稿)
2025-07-26 21:44 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 (1)a=0時(shí)，Ud= Ud0=。α=180176。時(shí)，Ud=0?？梢?，a角的移相范圍為180176。向負(fù)載輸出的直流電流平均值為： (2)流過(guò)晶閘管的電流平均值 ： (3) 流過(guò)晶閘管的電流有效值為： (4)變壓器二次側(cè)電流有效值I2與輸出直流電流有效值I相等，為：(5)有上兩式得： (6) 不考慮變壓器的損耗時(shí)，要求變壓器的容量為S=U2I2。4 驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì) 觸發(fā)電路簡(jiǎn)介電力電子器件的驅(qū)動(dòng)電路是電力電子主電路與控制電路之間的接口，是電力電子的重要環(huán)節(jié)，對(duì)整個(gè)裝置的性能有很大的影響。采用良好的性能的驅(qū)動(dòng)電路?？梢允闺娏﹄娮悠骷ぷ髟诒容^理想的開關(guān)狀態(tài)，縮短開關(guān)時(shí)間，對(duì)裝置的運(yùn)行效率，可靠性和安全性都有很大的意義。對(duì)于相控電路這樣使用晶閘管的場(chǎng)合，在晶閘管陽(yáng)極加上正向電壓后，還必須在門極與陰極之間加上觸發(fā)電壓，晶閘管才能從截止轉(zhuǎn)變?yōu)閷?dǎo)通，習(xí)慣上稱為觸發(fā)控制。提供這個(gè)觸發(fā)電壓的電路稱為晶閘管的觸發(fā)電路。它決定每一個(gè)晶閘管的觸發(fā)導(dǎo)通時(shí)刻，是晶閘管裝置中不可缺少的一個(gè)重要組成部分。晶閘管相控整流電路，通過(guò)控制觸發(fā)角的大小即控制觸發(fā)脈沖起始位來(lái)控制輸出電壓的大小，為保證相控電路的正常工作，很重要的一點(diǎn)是應(yīng)保證觸發(fā)角的大小在正確的時(shí)刻向電路中的晶閘管施加有效的觸發(fā)脈沖。 觸發(fā)電路設(shè)計(jì)要求晶閘管的型號(hào)很多，其應(yīng)用電路種類也很多，不同的晶閘管型號(hào)，應(yīng)用電路對(duì)觸發(fā)信號(hào)都會(huì)有不同的要求。但是，歸納起來(lái)，晶閘管觸發(fā)主要有移相觸發(fā)，過(guò)零觸發(fā)和脈沖列調(diào)制觸發(fā)等。不管是哪種觸發(fā)電路，對(duì)它產(chǎn)生的觸發(fā)脈沖都有如下要求：觸發(fā)信號(hào)為直流、交流或脈沖電壓，由于晶閘管導(dǎo)通后，門極觸發(fā)信號(hào)即失去了控制作用，為了減小門極的損耗，一般不采用直流或交流信號(hào)觸發(fā)晶閘管，而廣泛采用脈沖觸發(fā)信號(hào)。觸發(fā)信號(hào)應(yīng)有足夠的功率（觸發(fā)電壓和觸發(fā)電流）。觸發(fā)信號(hào)功率大小是晶閘管元件能否可靠觸發(fā)的一個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)。由于晶閘管元件門極參數(shù)的分散性很大，且隨溫度的變化也大，為使所有合格的元件均能可靠觸發(fā)，可參考元件出廠的試驗(yàn)數(shù)據(jù)或產(chǎn)品目錄來(lái)設(shè)計(jì)觸發(fā)電路的輸出電壓、電流值，并有一定的裕量。 觸發(fā)脈沖應(yīng)有一定的寬度，脈搏沖的前沿盡可能陡，以使元件在觸發(fā)信號(hào)導(dǎo)通后，陽(yáng)極電流能迅速上升超過(guò)掣住電流而維持導(dǎo)通。普通晶閘管的導(dǎo)通時(shí)間約法為6，故觸發(fā)電路的寬度至少應(yīng)有以上，對(duì)于電感性負(fù)載，由于 電感會(huì)抑制電流的上升，觸發(fā)脈沖的寬度應(yīng)更大一些，此外，某些具體電路對(duì)觸發(fā)脈沖寬度會(huì)有一定的要求，如三相全控橋等電路的觸發(fā)脈沖寬度要大于60176。或采用雙窄脈沖。為了快速而可靠地觸發(fā)大功率晶閘管，常在觸發(fā)脈沖的前沿疊加一個(gè)強(qiáng)觸發(fā)脈沖，強(qiáng)觸發(fā)脈沖的電流波形如圖6所示。強(qiáng)觸發(fā)電流的幅值可達(dá)到最大觸發(fā)電流的5倍。前沿約為幾。圖6 強(qiáng)觸發(fā)電流波形觸發(fā)脈沖必須與晶閘管的陽(yáng)極電壓同步，脈沖稱相范圍必須滿足電路要求。為保證控制的規(guī)律性，要求晶閘管在每個(gè)陽(yáng)極電壓周期都在相同控制角α觸發(fā)導(dǎo)通，這就要求脈沖的頻率必須與陽(yáng)極電壓同步。同時(shí)，不同的電路或者相同的電路在不同的負(fù)載、不同的用途時(shí)，要求的變化的范圍（移相范圍）亦即觸發(fā)脈沖前沿與陽(yáng)極電壓的相位變化范圍不同，所用觸發(fā)電路的脈沖移相范圍必須滿足實(shí)際的需要。 鋸齒波的觸發(fā)電路鋸齒波的觸發(fā)電路如圖7所示。圖7 同步信號(hào)為鋸齒波的觸發(fā)電路電路輸出可為雙窄脈沖（適用于有兩個(gè)晶閘管同時(shí)導(dǎo)通的電路），也可為單窄脈沖。三個(gè)基本環(huán)節(jié)：脈沖的形成與放大、鋸齒波的形成和脈沖移相、同步環(huán)節(jié)。此外，還有強(qiáng)觸發(fā)和雙窄脈沖形成環(huán)節(jié)。脈沖形成環(huán)節(jié)： 由晶體管VV5組成，VV8起脈沖放大作用。 控制電壓uco加在V4基極上。電路的觸發(fā)脈沖由脈沖變壓器TP二次側(cè)輸出，其一次繞組接在V8集電極電路中。 脈沖前沿由V4導(dǎo)通時(shí)刻確定，脈沖寬度與反向充電回路時(shí)間常數(shù)R11C3有關(guān)。鋸齒波的形成和脈沖移相環(huán)節(jié)： 鋸齒波電壓形成的方案較多，如采用自舉式電路、恒流源電路等，本電路采用恒流源電路。 恒流源電路方案由VVV3和C2等元件組成，其中VVS、RP2和R3為一恒流源電路同步環(huán)節(jié)：觸發(fā)電路與主電路的同步是指要求鋸齒波的頻率與主電路電源的頻率相同且相位關(guān)系確定。 鋸齒波是由開關(guān)V2管來(lái)控制的，V2開關(guān)的頻率就是鋸齒波的頻率——由同步變壓器所接的交流電壓決定。V2由導(dǎo)通變截止期間產(chǎn)生鋸齒波——鋸齒波起點(diǎn)基本就是同步電壓由正變負(fù)的過(guò)零點(diǎn)。
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