1、1 第第 7 7 章电力电子技术章电力电子技术2022年年11月月18日星期五日星期五7.3 晶闸管触发电路主要要求：主要要求：理解单结晶闸管触发电路的工作原理理解单结晶闸管触发电路的工作原理了解单结晶闸管了解单结晶闸管触发电路的组成及应用触发电路的组成及应用2 第第 7 7 章电力电子技术章电力电子技术2022年年11月月18日星期五日星期五 3 第第 7 7 章电力电子技术章电力电子技术2022年年11月月18日星期五日星期五7.4.1 单结晶体管单结晶体管1.结构结构 4 第第 7 7 章电力电子技术章电力电子技术2022年年11月月18日星期五日星期五2.伏安特性伏安特性 单结晶体管伏
2、安特性是指它的发射极特性。测试电路如图（）所示，单结晶体管伏安特性是指它的发射极特性。测试电路如图（）所示，在两基极之间加一固定电压在两基极之间加一固定电压UBB。加在发射极。加在发射极B1与级之间的电压与级之间的电压UE可通过可通过RP进行调节。改变电压值进行调节。改变电压值UE，同时测量不同，同时测量不同UE对应的发射极电流对应的发射极电流IE，得到，得到图（图（b）所示伏安特性曲线。）所示伏安特性曲线。a测试电路测试电路b伏安特性曲线伏安特性曲线5 第第 7 7 章电力电子技术章电力电子技术2022年年11月月18日星期五日星期五 BBBBBBBAUURRRU211211BBBRRRDB
3、BPUUU6 第第 7 7 章电力电子技术章电力电子技术2022年年11月月18日星期五日星期五EEebIUr17 第第 7 7 章电力电子技术章电力电子技术2022年年11月月18日星期五日星期五 1.当发射极电压当发射极电压UE小于峰点电压小于峰点电压UP时，单结晶体管为截时，单结晶体管为截止状态，当止状态，当UE上升到峰点电压时，单结晶体管触发导通。上升到峰点电压时，单结晶体管触发导通。2.导通后，若导通后，若UE低于谷点电压低于谷点电压UV，单结晶体管立即转入，单结晶体管立即转入截止状态。截止状态。3.峰点电压峰点电压UP与管子的分压比与管子的分压比及外加电压及外加电压UBB有关。有关
4、。大则大则UP大，大，UBB大则大则UP也大。也大。由上述分析可知，单结晶体管具有以下特点：由上述分析可知，单结晶体管具有以下特点：8 第第 7 7 章电力电子技术章电力电子技术2022年年11月月18日星期五日星期五7.3.2 单结晶体管触发电路单结晶体管触发电路1.单晶体管振荡电路单晶体管振荡电路 单结晶体管振荡电路是利用上述单结晶体管单结晶体管振荡电路是利用上述单结晶体管伏安特性，接上适当的电阻、电容而构成，如伏安特性，接上适当的电阻、电容而构成，如图（图（a）所示。从）所示。从R1两端输出脉冲电压两端输出脉冲电压uo。合上电源开关合上电源开关S后，电源后，电源UBB经电阻经电阻RP,R
5、3向向电容电容C充电。电容端电压充电。电容端电压uC（设初始时（设初始时uC=0）按指数规律上升，上升速度取决于按指数规律上升，上升速度取决于RC的数值。的数值。在在uC到达峰点电压到达峰点电压uP之前，单结管处于截止状之前，单结管处于截止状态。态。R1两端无脉冲输出。两端无脉冲输出。当电容端电压当电容端电压uC到达峰点电压到达峰点电压uP时，单结管突时，单结管突然由截止变为导通，电容经然由截止变为导通，电容经EB1间电阻向外接间电阻向外接电阻电阻R1放电，由于放电，由于R1R，因而放电速度比充，因而放电速度比充电速度快得多，电速度快得多，uC急剧下降。当电容电压降到急剧下降。当电容电压降到谷
6、点电压谷点电压UV时，单结管截止，输出电压时，单结管截止，输出电压uo降为降为零。于是零。于是R1两端就输出一个尖脉冲电压，完成两端就输出一个尖脉冲电压，完成一个振荡周期。一个振荡周期。a电路图电路图b波形图波形图9 第第 7 7 章电力电子技术章电力电子技术2022年年11月月18日星期五日星期五a电路图电路图b波形图波形图 此后，电容器又开始充电，重复上述此后，电容器又开始充电，重复上述充放电过程。这种周而复始的自动充放电充放电过程。这种周而复始的自动充放电过程称为振荡。振荡电路电容器两端形成过程称为振荡。振荡电路电容器两端形成锯齿波电压锯齿波电压uC，在电阻，在电阻R1上获得周期性上获得
7、周期性尖脉冲电压尖脉冲电压uo，如图（，如图（b）所示。调整电）所示。调整电阻阻R（即调整电位器（即调整电位器RP）可改变电容充电）可改变电容充电时间，从而改变输出脉冲的频率。例如，时间，从而改变输出脉冲的频率。例如，R增加时，频率减小；反之，增加时，频率减小；反之，R减小，频减小，频率加大。率加大。10 第第 7 7 章电力电子技术章电力电子技术2022年年11月月18日星期五日星期五2.单晶体管同步触发电路单晶体管同步触发电路 由触发电路的基本要求可知，触发脉冲必须与主电路的交流电源由触发电路的基本要求可知，触发脉冲必须与主电路的交流电源同步，即要求触发脉冲在晶闸管每个导通周期内的固定时刻
8、发出，以同步，即要求触发脉冲在晶闸管每个导通周期内的固定时刻发出，以保证晶闸管在每个导电周期内具有相同的导通角。只有这样，才能保保证晶闸管在每个导电周期内具有相同的导通角。只有这样，才能保证输出电压平均值稳定。证输出电压平均值稳定。为了作到同步，要求在主电路电压过零时（或过零前某个时刻）为了作到同步，要求在主电路电压过零时（或过零前某个时刻）单结管振荡电路将电容上的电荷放完，新的周期开始后，电容重新从单结管振荡电路将电容上的电荷放完，新的周期开始后，电容重新从零开始充电。这样，电容器的充电起始时间与晶闸管阳极电压的起始零开始充电。这样，电容器的充电起始时间与晶闸管阳极电压的起始时间一致，从而保
9、证了在主电路电源的每个周期内触发电路开始输出时间一致，从而保证了在主电路电源的每个周期内触发电路开始输出脉冲的时刻完全相同，也就保证了晶闸管在每个导电周期的导通角相脉冲的时刻完全相同，也就保证了晶闸管在每个导电周期的导通角相同。同。11 第第 7 7 章电力电子技术章电力电子技术2022年年11月月18日星期五日星期五2.单晶体管同步触发电路单晶体管同步触发电路图（图（a）就是这样实现同步触发的）就是这样实现同步触发的单相桥式可控整流电路。变压器单相桥式可控整流电路。变压器T称为同步变压器，它的原边与主电称为同步变压器，它的原边与主电路接在同一相电源上。副边输出电路接在同一相电源上。副边输出电
10、压经桥式整流、稳压管限副得到的压经桥式整流、稳压管限副得到的电压作为单结管的供电电压。当交电压作为单结管的供电电压。当交流电源电压过零时，单结管基极流电源电压过零时，单结管基极B1,B2间电压间电压UBB也过零，单结管内也过零，单结管内部部A点电压点电压UA=0,可使电容上电荷可使电容上电荷很快放掉，在下一半周开始，电容很快放掉，在下一半周开始，电容从零开始充电。这样保证了每周期从零开始充电。这样保证了每周期触发电路送出第一个脉冲距离过零触发电路送出第一个脉冲距离过零的时刻一致，起到同步的作用。可的时刻一致，起到同步的作用。可见，这个电路作到同步的关键是触见，这个电路作到同步的关键是触发电路的
11、过零时刻与主电路的过零发电路的过零时刻与主电路的过零时刻一致。时刻一致。a电路图电路图b波形图波形图12 第第 7 7 章电力电子技术章电力电子技术2022年年11月月18日星期五日星期五a电路图电路图b波形图波形图13 第第 7 7 章电力电子技术章电力电子技术2022年年11月月18日星期五日星期五3.带放大环节的单晶体管同步触发电路带放大环节的单晶体管同步触发电路 它是用三极管代替了上图中的充电电它是用三极管代替了上图中的充电电位器。三极管的集电极电流位器。三极管的集电极电流iC就是电容就是电容C的的充电电流。三极管基极电位（由检测信号充电电流。三极管基极电位（由检测信号u1控制）改变时，其集电极电流也随之改控制）改变时，其集电极电流也随之改变。比如，基极电位升高，使集电极电流变。比如，基极电位升高，使集电极电流减少，相当与电容减少，相当与电容C的充电电阻加大，充的充电电阻加大，充电变慢，使晶闸管导通角减小；反之，基电变慢，使晶闸管导通角减小；反之，基极电位降低，会使晶闸管导通角增大。可极电位降低，会使晶闸管导通角增大。可见，三极管起到了可变充电电阻的作用。见，三极管起到了可变充电电阻的作用。
