在由晶閘管構成的整流電路中,晶閘管門極觸發(fā)電路的作用通常是根據(jù)直流控制電壓的大小決定觸發(fā)角a的大小,從而起到調節(jié)整流輸出電壓的作用。因為不同的觸發(fā)角對應于不同的電源電壓的相位,改變觸發(fā)角即是移動觸發(fā)脈沖所對應的相位,因此晶閘管的門極觸發(fā)電路通常都是通過移相的方法來實現(xiàn)的。
垂直移相原理
在晶閘管移相觸發(fā)電路中,一般都把同步電壓與直流控制電壓疊加起來,用改變直流控制電壓的大小來改變觸發(fā)電路翻轉的時刻,即觸發(fā)脈沖的輸出時刻,以達到移相的目的,這種移相方法稱為垂直移相。采用垂直移相時,其信號疊加的方法可以分為串聯(lián)與并聯(lián)兩種,如圖1(a)(b)所示。

串聯(lián)垂直移相方法是將各信號的電壓通過串聯(lián)方式綜合,從而作為晶體管的基極控制信號。當串聯(lián)信號電壓過零時,晶體管狀態(tài)翻轉,這一瞬間就是產生觸發(fā),產的時刻。因此觸發(fā)時刻由同步信號與控制電壓的交點決定,當控制電壓垂直移動時,交點所對應的相位在水平變化,達到移相的目的。如圖1(c)所示。
在串聯(lián)移相方法中,各輸入信號相互影響較小,但要求各信號源的內阻要小,且各信號源必須是獨立的,不能有公共接地點,因此實現(xiàn)起來比較麻煩。
并聯(lián)垂直移相方法是對各信號的電流進行綜合,實現(xiàn)比較方便。但為了在調整時互不影響,信號源必須具有較大的內阻,因此要求輸入信號有一定功率,以保證綜合后的精度。目前應用較普遍的是并聯(lián)移相方式。
正弦波同步觸發(fā)電路
圖2是常用的同步電壓為正弦波的移相觸發(fā)電路,一個周期能發(fā)出一個脈沖,適用于三相全控橋式電路,或用于大電感負載時的可控整流電路。

上圖所示的同步電壓為正弦波的觸發(fā)移相電路共由四個環(huán)節(jié)組成:同步移相環(huán)節(jié)、脈沖形成環(huán)節(jié)、功率放大環(huán)節(jié)、脈沖輸出環(huán)節(jié)。
同步移相環(huán)節(jié)的作用是使觸發(fā)脈沖與主電路中各晶閘管的陽極電壓建立一定的相位關系。通過同步電壓與直流控制電壓的交點的改變決定不同的觸發(fā)脈沖起始時刻。在同步信號的選擇中,應使控制電壓為零時,主電路整流輸出電壓也應為零。另外在本電路的同步電壓輸入處,必須加入RC濾波器,以減少電網電壓畸變對移相功能的影響。
脈沖形成環(huán)節(jié)的作用是在決定了觸發(fā)脈沖的起始時刻后,由單穩(wěn)電路產生一定寬度的觸發(fā)脈沖,并為下一次的觸發(fā)作好準備。
功率放大環(huán)節(jié)是對前面產生的具有一定寬度的觸發(fā)脈沖進行電流放大,以滿足觸發(fā)電路的要求。另外,為了使主電路與控制電路相互隔離,在脈沖輸出環(huán)節(jié)中設置了隔離變壓器。
鋸齒波同步觸發(fā)電路
同步信號為正弦波的觸發(fā)電路的主要缺點是受電網波動和畸變的影響較大,移相為非線性。而圖3所示的同步電壓為鋸齒波的移相觸發(fā)電路可以避免上述缺點,該電路的特點是以電容充放電所形成的鋸齒波作為同步信號,它產生帶有強觸發(fā)的雙脈沖,適用于三相全控橋式整流電路。

鋸齒波同步觸發(fā)電路共包括五個環(huán)節(jié),分別為:鋸齒波形成環(huán)節(jié)、脈沖移相環(huán)節(jié)、脈沖形成及放大環(huán)節(jié)、強觸發(fā)脈沖形成環(huán)節(jié)、雙脈沖形成環(huán)節(jié)。
鋸齒波形成環(huán)節(jié)是通過一個恒流源電路對電容進行恒流充電,從而形成鋸齒波同步信號的上升沿,其下降沿是電容通過一小電阻放電而形成的。鋸齒波的寬度由電路參數(shù)決定,其頻率則與電源電壓頻率相同。
脈沖移相環(huán)節(jié)是將鋸齒波同步電壓、偏移電壓及控制電壓進行疊加,其過零點決定觸發(fā)脈沖的起始時刻。若偏移電壓不變時,改變直流控制電壓可以使脈沖移相。在這里加入偏移電壓的目的,是使控制電壓為零時主電路的整流輸出電壓為零。
脈沖形成與放大環(huán)節(jié)的作用與正弦波觸發(fā)電路基本相同。強觸發(fā)脈沖形成環(huán)節(jié)是通過一個單獨的交流電源整流后,得到50V的直流電壓,在觸發(fā)脈沖的起始時刻該電壓通過脈沖變壓器加到晶閘管的門極上,從而形成強觸發(fā)脈沖。觸發(fā)電路各點電壓波形如圖4所示。

雙脈沖產生環(huán)節(jié)是根據(jù)三相全控橋式整流電路的特殊要求,觸發(fā)電路輸出兩個間隔為60°的雙脈沖。產生雙脈沖的方法有兩種,一種是外雙脈沖方法,另一種是內雙脈沖方法。在此觸發(fā)電路中采用的是內雙脈沖的方法,即每個觸發(fā)單元一個周期內產生兩個間隔為60°的雙脈沖,只供給一個橋臂的晶閘管,這種電路雖然比較復雜,但輸出功率可以減少。
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