【正文】 ，電流的瞬變過程。 圖 49 系統(tǒng)硬件配置框圖 三． 晶閘管過零觸發(fā)優(yōu)缺點(diǎn) 同步電壓為鋸齒波的觸發(fā)電路抗干擾能力強(qiáng)，不受電網(wǎng)電壓波動(dòng)與波 形畸變的直接影響，移相范圍寬。其中 T0僅完成對(duì)第一對(duì)脈沖的計(jì)時(shí)，其他各對(duì)脈沖計(jì)時(shí)由 T1完成。 本系統(tǒng)采用每一工頻周期取一次同步信號(hào)作為參考點(diǎn)，每一對(duì)觸發(fā)脈沖調(diào)整一次觸發(fā)延 遲角的方法，按輸出脈沖工作順序編寫的程序流程圖如圖 317 所示。所對(duì)應(yīng)的時(shí)間。發(fā)一對(duì)脈沖，共發(fā) 6對(duì)。若系統(tǒng)采用雙脈沖觸發(fā)方式，則每工頻周期要發(fā)出 6對(duì)脈沖，為了使微機(jī)輸出的脈沖與晶閘 管承受的電源電壓同步，必須設(shè)法在交流電源的每一周期產(chǎn)生一個(gè)同步基準(zhǔn)信號(hào)，本系統(tǒng)采用線電壓過零點(diǎn)作為同步參考點(diǎn)。圖中觸發(fā)延遲角 α設(shè)定值以數(shù)字形式通過 接口送 給微機(jī)，微機(jī)以基準(zhǔn)點(diǎn)作為計(jì)時(shí)起點(diǎn)開始計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì)數(shù)值與觸發(fā)延遲角對(duì)應(yīng)的數(shù)值一 致時(shí)，微機(jī)就發(fā)出觸發(fā)信號(hào)，該信號(hào)經(jīng)輸出脈沖放大，由隔離電路送至晶閘管。使用時(shí)， KC4lC與三塊 KC04可組成三相全控橋的雙脈沖觸發(fā)電路。該器件適用于單相、三相全控橋式裝置中作晶閘管雙路脈沖相控觸發(fā)。 圖 46 單相過零調(diào)功電路的工作波形 （二） .KC0 KC41C組成的三相集成觸發(fā)電路 如圖 47所示，由三塊 KC04 與一塊 KC41C外加少量分立元器件，可以組成三相全控橋的集成觸發(fā)電路，它比分立元器 件電路要簡單得多。 顯然，控制電壓 Uc越大，導(dǎo)通的周波數(shù)越多，輸出的功率就越大，電阻爐的溫度RW 16 8 kR31 5 0 kA BTR13 0 0R23 0 0V1C15 ?＋ 2 4 VR420R53 . 3 kR63 . 3 kR73 . 3 kV23 D G 62 C W11R95 . 1 kBV33 D G 1 2CR81 . 5 kug 1VDW1ug 2TBV53 D G 1 2V43 D G 6R1 32 kVDR1 21 . 1 kR1 12 k2 C W11VDW2R1 05 . 3 kVD1＋－TCUcRW 2 1 k信號(hào)綜合－ E直流開關(guān) 鋸齒波發(fā)生器過零脈沖觸發(fā)同步電壓ug 2V1V2ug 1＋－＋－～ u0 . 0 4 7D可控硅移相過零觸發(fā)控制 20 也就越高；反之，電阻爐的溫度就越低。在此期間， 同步電壓每次過零時(shí)， V4截止，其集電極輸出一個(gè)正電壓， 使 V5由截止轉(zhuǎn)導(dǎo)通，經(jīng)脈沖變壓器輸出觸發(fā)脈沖，而此脈沖使晶閘管 V6（ V7）在需要導(dǎo)通的時(shí)刻導(dǎo)通。 （ 4） 由同步變壓器 TC、整流橋 VD1及 R R1 VDW2組成一個(gè)削波同步電源，這個(gè)電源與直流開關(guān)的輸出電壓共同去控制 V4 與 V5。 （ 3） 由 V V3 以及 R R VDW1 組成一個(gè)直流開關(guān)，當(dāng) V2 的基電壓 UBE2＞ 0（ V）時(shí)， V2導(dǎo)通， V3 的基極電壓 UBE3接近零電位， V3 截止，直流開關(guān)阻斷。當(dāng) Us＞ 0 時(shí)， V2導(dǎo)通 。 該電路的工作原理簡述如下： （ 1） 鋸齒波是由單結(jié)晶體管 BT、 R R R RW1和 C1組成的張弛振蕩器產(chǎn)生的，然后經(jīng) 射極跟隨器（ V R4）輸出。 （一） .晶閘管 調(diào)功 控制爐溫 電路 圖 45中，由兩只晶閘管反并聯(lián)組成交流開關(guān)，該電路是一個(gè)包括控制電路在內(nèi)的單相過零調(diào)功電路。因此在過零觸發(fā)方式工作下的雙向可控硅電路內(nèi)，電流的變化不會(huì)發(fā)生大起大落，從而有效地消除了 一般可控硅電路內(nèi)電流急劇變化而產(chǎn)生的波形畸變及輻射干擾等弊端。雙向可控硅的過零觸發(fā)方式，時(shí)可控硅只在過零瞬間獲得一個(gè)觸發(fā)脈沖而導(dǎo)通，這時(shí)電路內(nèi)的電流將由零而逐漸增大。圖中二極管可選用 2CP類管子。β≥ 70，發(fā)光二極管可以選用紅色的，這類管子正向電壓在 ，最好選用不超過 。 這樣，只要調(diào) Rw 的阻值，就可以改變 555 上高電位的時(shí)間，從而在固定的周期內(nèi)，改變 RL 上的周波數(shù)，達(dá)到調(diào)功率的目的。 SCR1 和 SCR2 是主回路中兩只大容量可控硅，當(dāng) SCR3被導(dǎo)通后， SCR1 和 SCR2 在電源的正負(fù)半周期內(nèi)分別被 SCR3 強(qiáng)制觸發(fā)，在負(fù)載 R2上得到一完整的正弦波，過程如下：電源上正下負(fù)時(shí)，經(jīng) R2→ D10→ SCR3→ R7→ D12 觸發(fā) SCR1，電源下正上負(fù)時(shí)，經(jīng) D8→ SCR3→ R7→ D11→ ，觸發(fā)電流大，故靈敏可靠， 同時(shí)可以看到，只要 SCR1 或 SCR2 一經(jīng)導(dǎo)通。 當(dāng) NE555 的 3 腳輸出低電位時(shí)，顯然是不可能產(chǎn)生觸發(fā)脈沖的，作為強(qiáng)觸發(fā)的小功率可控硅 SCR3 不導(dǎo)通，所以電路沒有輸出功率，而當(dāng)３腳輸出高電位時(shí)，能否形成可控硅移相過零觸發(fā)控制 18 觸發(fā)脈沖，這要看ＢＧ１的狀態(tài)。 A 點(diǎn)的波形如圖 44 中 Va 所示同時(shí)利用發(fā)光二極管 LED 的正向穩(wěn)壓的特性，削波限幅后在 D點(diǎn)得到約 伏的電壓，作為過零檢測(cè)電源，在這里，發(fā)光二極管兼作指示燈用。 3 腳上（ B 點(diǎn)）電壓波形如圖 2 中 Vb 所示。 k V AIUPk V APkPV TnPNNNNzNC322210 ??????可控硅移相過零觸發(fā)控制 17 圖 43 零壓強(qiáng)觸發(fā)電路 電路如圖 43 所示，時(shí)基集成電路 NE555 接成自激多諧震蕩器，二極管 D6,D7 為定時(shí)電容 C3 提供獨(dú)立的充放電回路。 2)采用時(shí)基集成電路 NE555控制，電路簡單工作可靠，在固定的周期內(nèi)，改變電壓周波數(shù)目，使輸出功率可以從零調(diào)到最大值 3）利用小功率可控硅觸發(fā)大功率可控硅，對(duì)參數(shù)不對(duì)稱，或觸發(fā)靈敏度低的大容量可控硅實(shí)行強(qiáng)觸發(fā)，可以保證可靠觸發(fā)，輸出電壓波形完整。 由輸出功率 P２的表達(dá)式 可見，控制調(diào)功電路的導(dǎo)通比就可實(shí)現(xiàn)對(duì)被調(diào)對(duì)象 (如電阻爐 )的輸出功率的調(diào)節(jié)控制。 圖 41 交流調(diào)功器 (b) 三相交流調(diào)功器 (a) 單相交流調(diào)功器 圖 42 單相交流零觸發(fā)開關(guān)電路的工作波形 (b )ABCDRu ouV1V2(a )0u? t0ug1? tug20 ? t0uo? t可控硅移相過零觸發(fā)控制 16 如設(shè)定運(yùn)行周期 TC內(nèi)的周波數(shù)為 n，每個(gè)周波的頻率為 50 Hz， 周期為 T（ 20 ms），則調(diào)功器的輸出功率 P2為 TC應(yīng)大于電源電壓一個(gè)周波的時(shí)間且遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于負(fù)載的熱時(shí)間常數(shù)，一般取 1 s左右就可滿足工業(yè)要求。由于是電阻性負(fù)載，因此當(dāng)交流電源電壓過零時(shí) ，原來導(dǎo)通的晶閘管因其電流下降到維持電流以下而自行關(guān)斷，這樣使負(fù)載得到完整的正弦波電壓和電流。由于各晶閘管都是在電壓 u 過零時(shí)加觸發(fā)脈沖的，因此就有電壓 uo輸出。 二． 晶閘管過零觸發(fā)應(yīng)用 圖 41為過零觸發(fā)單相交流調(diào)功電路。 過零觸發(fā)就是在電壓為零的附近觸發(fā)導(dǎo)通在設(shè)定的周期內(nèi)改變晶閘管導(dǎo)通的周波數(shù)來實(shí)現(xiàn)交流調(diào)功率和調(diào)壓 克服了移相觸發(fā)產(chǎn)生的諧波干擾。 0u?? t0 ? tuo?0ug1? t0ug2? t? ＋ ?可控硅移相過零觸發(fā)控制 15 第 四 章 晶閘管 過零 觸發(fā)電路 一． 晶閘管過零觸發(fā)原理 所謂過零觸發(fā)即同步，是指把一個(gè)與主電路晶閘管所受電源電壓保持合適相位關(guān)系的電壓提供給觸發(fā)電路，使得觸發(fā)脈沖的相位出現(xiàn)在被觸發(fā)晶閘管承受正向電壓的區(qū)間，確保主電路各晶閘管在每一個(gè)周期中按相同的順序和觸發(fā)延遲角被觸發(fā)導(dǎo)通。 三． 移相觸發(fā)的優(yōu)缺點(diǎn) 電路設(shè)計(jì)簡單可靠性高便于排除故障一般要求不高的場合被廣泛應(yīng)用。 圖 31 簡單的臺(tái)燈亮度控制電路 及波形 R2 是可調(diào)電阻，用來設(shè)計(jì)電容的充放 電時(shí)間 T=RC,當(dāng) C1 充電電壓大于晶閘管得觸發(fā)電壓時(shí)晶閘管導(dǎo)通， R1 起到保護(hù)作用， 當(dāng)電源上正下負(fù)時(shí) C1 充電 ，到通后正向電壓的一部分經(jīng)負(fù)載形成回路；當(dāng)電壓為負(fù)時(shí)， C 方向充電，然后反向電流的一部分流經(jīng)負(fù)載形成回路，控制 R2 電阻可控制電容充放電時(shí)間，可以調(diào)節(jié)交流的平均電壓。如亮度可調(diào)式臺(tái)燈，電機(jī)轉(zhuǎn)速的控制，以及應(yīng)用設(shè)計(jì)電壓可變直流電源等。 可控硅移相過零觸發(fā)控制 12 三 . 常用三相調(diào)壓電路形式及特點(diǎn) 可控硅移相過零觸發(fā)控制 13 圖 24 常用三相調(diào)壓電路形式及特點(diǎn) 可控硅移相過零觸發(fā)控制 14 第 三 章 晶閘管 移相 觸發(fā)電路 一． 晶閘管移相觸發(fā)原理 在觸發(fā)信號(hào) 和被控信號(hào)沒有直接聯(lián)系，即觸發(fā)信號(hào)不能反應(yīng)被控信號(hào)的狀態(tài)，而直接觸發(fā)晶閘管導(dǎo)通的過程。 結(jié)論 :單結(jié)晶體管觸發(fā)電路簡單，但是輸出功率小，脈沖窄，故只在中小功率晶閘管晶閘管中得到廣泛應(yīng)用。如 Ust增大，則 I增大，電容充電速率加快，達(dá)到峰點(diǎn)電壓的時(shí)間變短，第一個(gè) 脈沖發(fā)出早，晶閘管的控制角減小。 圖（ d）用晶體管代替電位器。這種方式使觸發(fā)電路與主回路電氣隔離。 圖（ b）用直流電壓供電，用同步脈沖加在晶體管上使電容放電獲得同步。 圖 23 圖（ a）是直接從晶閘管兩端取得電源電壓的觸發(fā)電路。這種觸發(fā)電路無法使晶閘管的控制角可控硅移相過零觸發(fā)控制 11 為零。當(dāng) R減小時(shí)，振蕩周期 Tg變短，第一個(gè)脈沖提前產(chǎn)生，晶閘管的控制角 α 減小，整流電路的輸出支流電壓增大。觸發(fā)電路每次發(fā)出的脈沖，同時(shí)加到兩個(gè)晶閘管的控制極，第一個(gè)脈沖使承受正向陽極電壓的晶閘管觸發(fā)導(dǎo)通，由于晶閘管導(dǎo)通后控制極失去作用，因此 后面的脈沖都沒用，另一個(gè)晶閘管因陽極加反向電壓而不導(dǎo)通。因此每次電源電壓過零點(diǎn)后，電容均叢起始電壓從零開始充電。 工作過程波形如 圖 22所示，交流電壓 U3 經(jīng)橋式整流，變成脈動(dòng)電壓 Uab再經(jīng)過限 流電阻 R3和穩(wěn)壓管 Dw構(gòu)成的削波電路，變成梯形波電壓 Ucd， Ucd既是觸發(fā)電路的工作電壓，又是同步電壓。這種觸發(fā)電路在中小型 功率晶閘管整流電路中應(yīng)用普遍，下面討論其工作原理。由于放電時(shí)間常數(shù) (R1+ rb1)C 遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于充電時(shí)間常數(shù) ReC，故在電容兩端得到的是鋸齒波電壓，在電阻 R1上得到的是尖脈沖電壓。 1．電源接通后， E通過電阻 Re對(duì)電容 C充電，充電時(shí)間常數(shù)為 ReC； 0uC? t0ug? t0ud? t( b )uVDWuVDWuVDW可控硅移相過零觸發(fā)控制 10 2．當(dāng)電容電壓達(dá)到單結(jié)晶體管的峰點(diǎn)電壓 UP時(shí)，單結(jié)晶體管進(jìn)入負(fù)阻區(qū)，并很快飽和導(dǎo)通，電容 C 通過 eb1結(jié)向電阻 R1 放電，在 R1上產(chǎn)生脈沖電壓 uR1。 可以采用脈沖變壓器輸出來改進(jìn)這一觸發(fā)電路。 （二） ． 移相控制 當(dāng)調(diào)節(jié)電阻 RP 增大時(shí)，單結(jié)晶體管充電到峰點(diǎn)電壓 Up 的時(shí)間 (即充電時(shí)間 )增大，第一個(gè)脈沖出現(xiàn)的時(shí)刻后移，即控制角 α 增大，實(shí)現(xiàn)了移相。也就是說， 每半周開始 ，電容 C 都基本上從零開始充電，進(jìn)而保證每周期觸發(fā)電路送出一個(gè)距離過零時(shí)刻一致的脈沖。同步電壓經(jīng)橋式整流再經(jīng)穩(wěn)壓管 VDW 削波為梯形波 uVDW，它的最大值 UW， uVDW 既是同步信號(hào)，又是觸發(fā)電路的電源。不同的電路或者相同的電路在不同負(fù)載、不同用途時(shí)，要求 α 的變化范圍（移相范圍）亦即觸發(fā)脈沖前沿與陽極電壓