晶闸管触发电路设计及要求

2017-03-09 16:56:55 1455
[导读]对于晶闸管这种半控器件,触发导通后,门极即失去控制作用,为了减少门极损耗与确保触发时刻的准确性,门极电压、电流大都采用脉冲形式。触发电路是晶闸管装置中的重要部分,正确设计与选择触发电路可以充分发挥晶闸管装置的潜力,是保证装置正常运行的关键。接下来我们就来学习一下晶闸管触发电路的设计及要求。

       要使各类电力电子器件正常工作,其门(栅)极控制电路都应提供符合器件要求的触发电压与电流,对于全控器件还应提供符合一定要求的关断脉冲。对于晶闸管这种半控器件,触发导通后,门极即失去控制作用,为了减少门极损耗与确保触发时刻的准确性,门极电压、电流大都采用脉冲形式。触发电路是晶闸管装置中的重要部分,正确设计与选择触发电路可以充分发挥晶闸管装置的潜力,是保证装置正常运行的关键。接下来我们就来学习一下晶闸管触发电路的设计及要求。


晶闸管触发电路设计


       晶闸管触发电路设计

       晶闸管的导通除了必须具有正向接阳极、负向接阴极外,还必须加人具有一定功率的正向控制信号。此控制信号又称为触发信号。触发信号可以是直流、交流,或者是脉冲。

       触发信号一般要求具有一定的功率,足够的移相范围,而且必须与晶闸管正向阳极电压同步。对于触发脉冲还应有一定的脉冲前沿陡度和脉冲宽度。

       产生触发信号的电路称为触发电路。触发电路是晶闸管整流系统的心脏,触发器性能的好坏,不但影响晶闸管的工作范围和调节精度,而且对系统的快速性和可靠性也有很大的影响。因此设计一个优良的晶闸管整流装置,关键在于触发电路。触发电路的种类繁多,可以采用电阻、电容、电感、氖管等电气元件组成;也可以用自饱和磁放大器、半波磁放大器等磁性元件组成;但多数采用晶体管、单结晶体管、小型晶闸管、雪崩二极管、隧道二极管等半导体元件组成。


晶闸管触发电路设计


       晶闸管触发电路要求

       1、触发信号应有足够的功率

       由于晶闸管门极伏安特性的分散性以及触发电压电流随温度变化的特性,为使各合格器件在各种条件下均能可靠触发,触发电路提供的触发电压与电流必须大于产品参数提供的门极触发电压与触发电流值,但不得超过规定的门极最大允许峰值电压与峰值电流。晶闸管是电流控制型器件,在门极必须注入足够的电流才能触发导通。由于触发信号是脉冲形式,只要触发功率不超过规定值,触发电压、电流的幅值短时间内可大大超过铭牌规定值。

       2、对触发脉冲的要求

       触发脉冲应有一定宽度,以保证在触发期间阳极电流能达到擎住电流而维持导通。对于电阻性负载脉宽要达到20〜50 ps,对于电感性负载脉宽要大于1ms,对于三相桥式全控电路脉宽要大于60°成采用双窄脉冲。为了减少触发功率保证可靠触发,目前使用由许多窄脉冲高频调制组成的脉冲列来触发。触发脉冲的前沿要尽可能陡,这在晶闸管串联或并联时有利于同时触发导通。为了快速而可靠地触发大功率晶闸管,常在脉冲的前沿叠加一个强触发脉冲。

       3、触发脉冲的同步及移相范围

       为使晶闸管在每个周期都在相同的触发角α触发

       导通,触发脉冲必须与晶闸管的阳极电压(也就是电 源)同步,并与电源波形保持固定的相位关系。为使 电路在给定范围内工作,应保证脉冲能在响应范围内进行移相。例如三相半波整流电路可达到的移相范围如下:电阻性负载时为0°〜150°,大电感负载电流连续工作在整流时为0°〜90°,既整流乂逆变时为0°〜180°。对于三相桥式全控电路,电阻性负载时的移相范围为0°〜120°,既整流乂逆变时其移相范围为0°〜180°,为保证逆变工作安全可靠,最小逆变角β也应加以限制。

       对于变频与斩波电路触发脉冲不需要移相,伹要求触发脉冲的频率能在一定范围内调节,防止干扰与误触发。晶闸管往往是由于干扰信号进人门极电路而引起误导通,因此需要对融发电路实施屏蔽、隔离等抗干扰措施。


晶闸管触发电路要求

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