晶閘管最終版

1、晶閘管一、晶閘管基礎(chǔ)知識(shí)晶閘管（thyristor）：別名：可控硅（scr)（silicon controlled rectifier）是一種大功率半導(dǎo)體器件，出現(xiàn)于70年代。它的出現(xiàn)使半導(dǎo)體器件由弱電領(lǐng)域擴(kuò)展到強(qiáng)電領(lǐng)域。 特點(diǎn)：體積小、重量輕、無(wú)噪聲、壽命長(zhǎng)、 容量大（正向平均電流達(dá)千安、正向耐壓達(dá)數(shù)千伏）。應(yīng)用領(lǐng)域：整流（交流 直流） 逆變（直流 交流）變頻（交流 交流） 斬波（直流 直流）此外還可作無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)等。1、工作原理可控硅是p1n1p2n2四層三端結(jié)構(gòu)元 件，共有三個(gè)pn結(jié)，分析原理時(shí)，可以把它看作由一個(gè)pnp管和一個(gè)npn管所組成，其等效圖解如圖1所示圖1 可控硅等效圖解圖當(dāng)陽(yáng)

2、極a加上正向電壓時(shí)，bg1和bg2管均處于放大狀態(tài)。此時(shí)，如果從控制極 g輸入一個(gè)正向觸發(fā)信號(hào)，bg2便有基流ib2流過(guò)，經(jīng)bg2放大，其集電極電流ic2=2ib2。因?yàn)閎g2的集電極直接與bg1的基極相連，所以 ib1=ic2。此時(shí)，電流ic2再經(jīng)bg1放大，于是bg1的集電極電流ic1=1ib1=12ib2。這個(gè)電流又流回到bg2的基極，表成正反 饋，使ib2不斷增大，如此正向饋循環(huán)的結(jié)果，兩個(gè)管子的電流劇增，可控硅使飽和導(dǎo)通。由于bg1和bg2所構(gòu)成的正反饋?zhàn)饔?，所以一旦可控硅?dǎo)通后，即使控制極g的 電流消失了，可控硅仍然能夠維持導(dǎo)通狀態(tài)，由于觸發(fā)信號(hào)只起觸發(fā)作用，沒(méi)有關(guān)斷功能，所以這種

3、可控硅是不可關(guān)斷的。由于可控硅只有導(dǎo)通和關(guān)斷兩種工作狀態(tài)，所以它具有開(kāi)關(guān)特性，這種特性需要一定 的條件才能轉(zhuǎn)化，此條件見(jiàn)表1表1 可控硅導(dǎo)通和關(guān)斷條件狀 態(tài)條 件說(shuō) 明從關(guān)斷到導(dǎo)通1、陽(yáng)極電位高于是陰極電位2、控制極有足夠的正向電壓和電流兩者缺一不可維持導(dǎo)通1、陽(yáng)極電位高于陰極電位2、陽(yáng)極電流大于維持電流 兩者缺一不可從導(dǎo)通到關(guān)斷1、陽(yáng)極電位低于陰極電位2、陽(yáng)極電流小于維持電流任一條件即可 2、基本伏安特性可控硅的基本伏安特性見(jiàn)圖2圖2 可控硅基本伏安特性 2.1反向特性當(dāng)控制極開(kāi)路，陽(yáng)極加上反向電壓時(shí)（見(jiàn)圖3），j2結(jié)正偏，但j1、j2 結(jié)反偏。此時(shí)只能流過(guò)很小的反向飽和電流，當(dāng)電壓進(jìn)一步提

4、高到j(luò)1結(jié)的雪崩擊穿電壓后，接差j3結(jié)也擊穿，電流迅速增加，圖3的特性開(kāi)始彎曲，如特性or 段所示，彎曲處的電壓uro叫“反向轉(zhuǎn)折電壓”。此時(shí)，可控硅會(huì)發(fā)生永久性反向擊穿。圖3 陽(yáng)極加反向電壓2.2正向特性當(dāng)控制極開(kāi)路，陽(yáng)極上加上正向電壓時(shí)（見(jiàn)圖4），j1、j3結(jié)正偏，但 j2結(jié)反偏，這與普通pn結(jié)的反向特性相似，也只能流過(guò)很小電流，這叫正向阻斷狀態(tài)，當(dāng)電壓增加，圖3的特性發(fā)生了彎曲，如特性oa段所示，彎曲處的是 ubo叫：正向轉(zhuǎn)折電壓 圖4 陽(yáng)極加正向電壓由于電壓升高到j(luò)2結(jié)的雪崩擊穿電壓后，j2結(jié)發(fā)生雪崩倍增效應(yīng)，在結(jié)區(qū)產(chǎn)生大量的電子和空穴，電子時(shí)入n1區(qū)，空穴時(shí) 入p2區(qū)。進(jìn)入n1區(qū)的電

5、子與由p1區(qū)通過(guò)j1結(jié)注入n1區(qū)的空穴復(fù)合，同樣，進(jìn)入p2區(qū)的空穴與由n2區(qū)通過(guò)j3結(jié)注入p2區(qū)的電子復(fù)合，雪崩擊穿，進(jìn) 入n1區(qū)的電子與進(jìn)入p2區(qū)的空穴各自不能全部復(fù)合掉，這樣，在n1區(qū)就有電子積累，在p2區(qū)就有空穴積累，結(jié)果使p2區(qū)的電位升高，n1區(qū)的電位下 降，j2結(jié)變成正偏，只要電流稍增加，電壓便迅速下降，出現(xiàn)所謂負(fù)阻特性，見(jiàn)圖3的虛線ab段。這時(shí)j1、j2、j3三個(gè)結(jié)均處于正偏，可控硅便進(jìn)入正向?qū)щ姞顟B(tài)-通態(tài)，此時(shí)，它的特性與普通的pn結(jié)正向特性相 似，見(jiàn)圖2中的bc段3、觸發(fā)導(dǎo)通在控制極g上加入正向電壓時(shí)（見(jiàn)圖5）因j3正偏，p2區(qū)的空穴時(shí)入n2 區(qū)，n2區(qū)的電子進(jìn)入p2區(qū)，形成觸

6、發(fā)電流igt。在可控硅的內(nèi)部正反饋?zhàn)饔茫ㄒ?jiàn)圖2）的基礎(chǔ)上，加上igt的作用，使可控硅提前導(dǎo)通，導(dǎo)致圖3的伏安特 性oa段左移，igt越大，特性左移越快。圖5 陽(yáng)極和控制極均加正向電壓 4、主要參數(shù)4.1.電壓額定1) 斷態(tài)重復(fù)峰值電壓udrm 在門(mén)極斷路而結(jié)溫為額定值時(shí)，允許重復(fù)加在器件上的正向峰值電壓,一般為正向折電壓的80。 2) 反向重復(fù)峰值電壓urrm 在門(mén)極斷路而結(jié)溫為額定值時(shí)，允許重復(fù)加在器件上的反向峰值電壓，一般為反向擊穿電壓的80 。3) 通態(tài)（峰值）電壓utm 晶閘管通以某一規(guī)定倍數(shù)的額定通態(tài)平均電流時(shí)的瞬態(tài)峰值電壓（一般為2v）。 通常取晶閘管的udrm和urrm中較小的標(biāo)

7、值作為該器件的額定電壓。選用時(shí)，額定電壓要留有一定裕量,一般取額定電壓為正常工作時(shí)晶閘管所承受峰值電壓2,3倍。4.2. 額定電流通態(tài)平均電流（額定電流） it(av)晶閘管在環(huán)境溫度為40c和規(guī)定的冷卻狀態(tài)下，穩(wěn)定結(jié)溫不超過(guò)額定結(jié)溫時(shí)所允許連續(xù)流過(guò)的單相工頻正弦半波電流的最大平均值。使用時(shí)應(yīng)按實(shí)際電流與通態(tài)平均電流有效值相等的原則來(lái)選取晶閘管額定電流。實(shí)際使用時(shí)應(yīng)留一定的裕量，一般取1.5到2倍。對(duì)于一只額定電流it(av)=100a的晶閘管，允許的電流有效值應(yīng)該為157a（考慮正弦半波波形系數(shù)）。4.3、動(dòng)態(tài)參數(shù)（1）晶閘管的開(kāi)通時(shí)間tgt與關(guān)斷時(shí)間 tq 開(kāi)通與關(guān)斷時(shí)間的含義如前所述 （

8、2）斷態(tài)電壓臨界上升率du/dt 指在額定結(jié)溫和門(mén)極開(kāi)路的情況下，不導(dǎo)致晶閘管從斷態(tài)到 通態(tài)轉(zhuǎn)換的外加電壓最大上升率。（2）通態(tài)電流臨界上升率di/dt 指在規(guī)定條件下，晶閘管能承受而無(wú)有害影響的最大通態(tài)電 流上升率。如果電流上升太快，則晶閘管剛一開(kāi)通，便會(huì)有 很大的電流集中在門(mén)極附近的小區(qū)域內(nèi)，從而造成局部過(guò)熱 而使晶閘管損壞。二、典型可控整流電路以下以最常用的單相橋式全控整流電路和三相橋式全控整流電路對(duì)晶閘管整流電路做一簡(jiǎn)單介紹。1、單相橋式全控整流電路單相整流電路中應(yīng)用較多的a：帶電阻負(fù)載的工作情況工作原理及波形分析見(jiàn)圖6：vt1和vt4組成一對(duì)橋臂，在u2正半周承受電壓u2，得到觸發(fā)脈

9、沖即導(dǎo)通，當(dāng)u2過(guò)零時(shí)關(guān)斷；vt2和vt3組成另一對(duì)橋臂，在u2正半周承受電壓-u2，得到觸發(fā)脈沖即導(dǎo)通，當(dāng)u2過(guò)零時(shí)關(guān)斷。 數(shù)量關(guān)系：角的移相范圍為180。圖6 單相全控橋式帶電阻負(fù)載時(shí)的電路及波形b：帶阻感負(fù)載的工作情況為便于討論，假設(shè)電路已工作于穩(wěn)態(tài)，id的平均值不變。假設(shè)負(fù)載電感很大，負(fù)載電流id連續(xù)且波形近似為一水平線u2過(guò)零變負(fù)時(shí)，由于電感的作用晶閘管vt1和vt4中仍流過(guò)電流id，并不關(guān)斷。至t=+ 時(shí)刻，給vt2和vt3加觸發(fā)脈沖，因vt2和vt3本已承受正電壓，故兩管導(dǎo)通。vt2和vt3導(dǎo)通后，u2通過(guò)vt2和vt3分別向vt1和vt4施加反壓使vt1和vt4關(guān)斷，流過(guò)vt1

10、和vt4的電流迅速轉(zhuǎn)移到vt2和vt3上，此過(guò)程稱(chēng)換相，亦稱(chēng)換流。晶閘管移相范圍為90。晶閘管承受的最大正反向電壓均為 。晶閘管導(dǎo)通角與無(wú)關(guān)，均為180。變壓器二次側(cè)電流i2的波形為正負(fù)各180的矩形波，其相位由角決定，有效值i2=id。圖7 單相全控橋帶阻感負(fù)載時(shí)的電路及波形c 帶反電動(dòng)勢(shì)負(fù)載時(shí)的工作情況在|u2|e時(shí)，才有晶閘管承受正電壓，有導(dǎo)通的可能，導(dǎo)通之后，ud=u2， ，直至|u2|=e，id即降至0使得晶閘管關(guān)斷，此后ud=e與電阻負(fù)載時(shí)相比，晶閘管提前了電角度停止導(dǎo)電，稱(chēng)為停止導(dǎo)電角。 圖8 單相橋式全控整流電路接反電動(dòng)勢(shì)電阻負(fù)載時(shí)的電路及波形在角相同時(shí)，整流輸出電壓比電阻負(fù)載

11、時(shí)大。如圖8- b)圖所示id波形在一周期內(nèi)有部分時(shí)間為0的情況，稱(chēng)為電流斷續(xù)。與此對(duì)應(yīng)，若id波形不出現(xiàn)為0的點(diǎn)的情況，稱(chēng)為電流連續(xù)。當(dāng)觸發(fā)脈沖到來(lái)時(shí)，晶閘管承受負(fù)電壓，不可能導(dǎo)通。為了使晶閘管可靠導(dǎo)通，要求觸發(fā)脈沖有足夠的寬度，保證當(dāng)wt=時(shí)刻有晶閘管開(kāi)始承受正電壓時(shí)，觸發(fā)脈沖仍然存在。這樣，相當(dāng)于觸發(fā)角被推遲為。負(fù)載為直流電動(dòng)機(jī)時(shí)，如果出現(xiàn)電流斷續(xù)則電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性將很軟。為了克服此缺點(diǎn)，一般在主電路中直流輸出側(cè)串聯(lián)一個(gè)平波電抗器，用來(lái)減少電流的脈動(dòng)和延長(zhǎng)晶閘管導(dǎo)通的時(shí)間。這時(shí)整流電壓ud的波形和負(fù)載電流id的波形與電感負(fù)載電流連續(xù)時(shí)的波形相同，ud的計(jì)算公式亦一樣。為保證電流連續(xù)所需的

12、電感量l可由下式求出： 2、三相橋式全控整流電路應(yīng)用最為廣泛，共陰極組陰極連接在一起的3個(gè)晶閘管（vt1，vt3，vt5）共陽(yáng)極組陽(yáng)極連接在一起的3個(gè)晶閘管（vt4，vt6，vt2）編號(hào)：1、3、5，4、6、2圖9 三相橋式全控整流電路原理圖a 帶電阻負(fù)載時(shí)的工作情況 =0時(shí)的情況假設(shè)將電路中的晶閘管換作二極管進(jìn)行分析對(duì)于共陰極阻的3個(gè)晶閘管，陽(yáng)極所接交流電壓值最大的一個(gè)導(dǎo)通對(duì)于共陽(yáng)極組的3個(gè)晶閘管，陰極所接交流電壓值最低（或者說(shuō)負(fù)得最多）的導(dǎo)通任意時(shí)刻共陽(yáng)極組和共陰極組中各有1個(gè)晶閘管處于導(dǎo)通狀態(tài)從相電壓波形看，共陰極組晶閘管導(dǎo)通時(shí)，ud1為相電壓的正包絡(luò)線，共陽(yáng)極組導(dǎo)通時(shí)，ud2為相電壓的

13、負(fù)包絡(luò)線，ud=ud1 - ud2是兩者的差值，為線電壓在正半周的包絡(luò)線直接從線電壓波形看， ud為線電壓中最大的一個(gè)，因此ud波形為線電壓的包絡(luò)線。 三相橋式全控整流電路的特點(diǎn)：（1）2管同時(shí)通形成供電回路，其中共陰極組和共陽(yáng)極組各1，且不能為同1相器件。（2）對(duì)觸發(fā)脈沖的要求：按vt1-vt2-vt3-vt4-vt5-vt6的順序，相位依次差60。共陰極組vt1、vt3、vt5的脈沖依次差120，共陽(yáng)極組vt4、vt6、vt2也依次差120同一相的上下兩個(gè)橋臂，即vt1與vt4，vt3與vt6，vt5與vt2，脈沖相差180。表1 三相橋式全控整流電路電阻負(fù)載a=0時(shí)晶閘管工作情況時(shí) 段i

14、ii iiiiv v vi共陰極組中導(dǎo)通的晶閘管vt1 vt1 vt3 vt3vt5 vt5共陽(yáng)極組中導(dǎo)通的晶閘管vt6vt2 vt2vt4 vt4vt6整流輸出電壓ud ua-ub=uabua-uc=uacub-uc=ubcub-ua=ubauc-ua=ucauc-ub=ucb圖10 三相橋式全控整流電路帶電阻負(fù)載a =0時(shí)的波形（3）ud一周期脈動(dòng)6次，每次脈動(dòng)的波形都一樣，故該電路為6脈波整流電路。（4）需保證同時(shí)導(dǎo)通的2個(gè)晶閘管均有脈沖可采用兩種方法：一種是寬脈沖觸發(fā)另一種方法是雙脈沖觸發(fā)（常用）。（5）晶閘管承受的電壓波形與三相半波時(shí)相同，晶閘管承受最大正、反向電壓的關(guān)系也相同 a=

15、30時(shí)的工作情況從wt1開(kāi)始把一周期等分為6段，ud波形仍由6段線電壓構(gòu)成，每一段導(dǎo)通晶閘管的編號(hào)等仍符合表1的規(guī)律區(qū)別在于：晶閘管起始導(dǎo)通時(shí)刻推遲了30，組成ud的每一段線電壓因此推遲30變壓器二次側(cè)電流ia波形的特點(diǎn)：在vt1處于通態(tài)的120期間，ia為正，ia波形的形狀與同時(shí)段的ud波形相同，在vt4處于通態(tài)的120期間，ia波形的形狀也與同時(shí)段的ud波形相同，但為負(fù)值。a=60時(shí)工作情況ud波形中每段線電壓的波形繼續(xù)后移，ud平均值繼續(xù)降低。a=60時(shí)ud出現(xiàn)為零的點(diǎn)。圖11 三相橋式全控整流電路帶電阻負(fù)載a =30時(shí)的波形小結(jié)當(dāng)a60時(shí)，ud波形均連續(xù)，對(duì)于電阻負(fù)載，id波形與ud波

16、形形狀一樣，也連續(xù)當(dāng)a60時(shí)，ud波形每60中有一段為零，ud波形不能出現(xiàn)負(fù)值。帶電阻負(fù)載時(shí)三相橋式全控整流電路a 角的移相范圍是120圖12三相橋式全控整流電路帶電阻負(fù)載a =60時(shí)的波形b 阻感負(fù)載時(shí)的工作情況a60時(shí)，ud波形連續(xù)，工作情況與帶電阻負(fù)載時(shí)十分相似，各晶閘管的通斷情況、輸出整流電壓ud波形、晶閘管承受的電壓波形等都一樣區(qū)別在于：由于負(fù)載不同，同樣的整流輸出電壓加到負(fù)載上，得到的負(fù)載電流id波形不同。阻感負(fù)載時(shí)，由于電感的作用，使得負(fù)載電流波形變得平直，當(dāng)電感足夠大的時(shí)候，負(fù)載電流的波形可近似為一條水平線。 a 60時(shí)阻感負(fù)載時(shí)的工作情況與電阻負(fù)載時(shí)不同，電阻負(fù)載時(shí)ud波形不

17、會(huì)出現(xiàn)負(fù)的部分，而阻感負(fù)載時(shí)，由于電感l(wèi)的作用，ud波形會(huì)出現(xiàn)負(fù)的部分帶阻感負(fù)載時(shí)，三相橋式全控整流電路的a 角移相范圍為90。圖13 三相橋式全控整流電路帶電阻負(fù)載a =90時(shí)的波形c:定量分析當(dāng)整流輸出電壓連續(xù)時(shí)（即帶阻感負(fù)載時(shí)，或帶電阻負(fù)載a60時(shí)）的平均值為：帶電阻負(fù)載且a 60時(shí)，整流電壓平均值為：輸出電流平均值為 id=ud /r當(dāng)整流變壓器為圖9中所示采用星形接法，帶阻感負(fù)載時(shí)，變壓器二次側(cè)電流波形如圖2-23中所示，為正負(fù)半周各寬120、前沿相差180的矩形波，其有效值為：圖14三相橋式整流電路帶阻感負(fù)載，a =30時(shí)的波形晶閘管電壓、電流等的定量分析與三相半波時(shí)一致。三相橋式

18、全控整流電路接反電勢(shì)阻感負(fù)載時(shí)，在負(fù)載電感足夠大足以使負(fù)載電流連續(xù)的情況下，電路工作情況與電感性負(fù)載時(shí)相似，電路中各處電壓、電流波形均相同，僅在計(jì)算id時(shí)有所不同，接反電勢(shì)阻感負(fù)載時(shí)的id為：式中r和e分別為負(fù)載中的電阻值和反電動(dòng)勢(shì)的值圖15 三相橋式全控整流電路帶阻感負(fù)載a =90時(shí)的波形。三、典型相控整流電路的驅(qū)動(dòng)控制相控電路晶閘管可控整流電路，通過(guò)控制觸發(fā)角a的大小來(lái)控制輸出電壓大小。交流電力變換電路和交交變頻電路也采用晶閘管相控方式。相控電路的驅(qū)動(dòng)控制為保證相控電路正常工作，很重要的是應(yīng)保證按觸發(fā)角a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-同步觸發(fā)電路。1、晶閘管對(duì)可控整

19、流電路的要求1.1、觸發(fā)信號(hào)形式交流、直流和脈沖。為減小門(mén)極損耗，一般為脈沖形式。1.2、觸發(fā)脈沖應(yīng)有足夠功率（電壓、電流）1.3、觸發(fā)脈沖寬度一般為 （m為整流器的相數(shù)），但為減小門(mén)極功耗，一般宜采用較窄脈沖。觸發(fā)脈沖最小寬度主要保證觸發(fā)脈沖作用期間，晶閘管陽(yáng)極電流能上升到擎住電流值上。綜合考慮陽(yáng)極電流斷續(xù)、開(kāi)通時(shí)間、串并聯(lián)保護(hù)等因素，觸發(fā)脈沖最小寬度約為：1015?？蠲}沖：特點(diǎn)：1）脈沖變壓器體積大；2）脈沖前沿不陡；3）較大時(shí)，晶閘管承受反壓時(shí)，門(mén)極仍有脈沖，反向漏電流增加，損耗大。窄脈沖：特點(diǎn)：1）脈沖變壓器體積??；2）多只晶閘管并聯(lián)，在窄脈沖作用時(shí)間內(nèi)可能某些管子不能開(kāi)通，引起其他元

20、件過(guò)載，可靠性差；3）較大時(shí)，負(fù)載電流很小時(shí)，陽(yáng)極電流易斷續(xù)，變流器可靠性差。1.4、強(qiáng)觸發(fā)作用：1）脈沖前沿越陡，導(dǎo)通面積擴(kuò)展速度越快；2）晶閘管串并聯(lián)時(shí)，保證晶閘管同時(shí)開(kāi)通。 強(qiáng)觸發(fā)形式：ikm通常為ik1的5倍。t1：脈沖前沿時(shí)間，上升速度0.5a/us;t2：強(qiáng)觸發(fā)脈沖寬度50us;t3：觸發(fā)脈沖持續(xù)時(shí)間550us(10)。 常見(jiàn)的晶閘管觸發(fā)電路常見(jiàn)的晶閘管觸發(fā)電路 由v1、v2構(gòu)成的脈沖放大環(huán)節(jié)和脈沖變壓器tm和附屬電路構(gòu)成的脈沖輸出環(huán)節(jié)兩部分組成。 當(dāng)v1、v2導(dǎo)通時(shí)，通過(guò)脈沖變壓器向晶閘管的門(mén)極和陰極之間輸出觸發(fā)脈沖。 vd1和r3是為了v1、v2由導(dǎo)通變?yōu)榻刂箷r(shí)脈沖變壓器tm釋

21、放其儲(chǔ)存的能量而設(shè)的。 為了獲得觸發(fā)脈沖波形中的強(qiáng)脈沖部分，還需適當(dāng)附加其它電路環(huán)節(jié)。 2、晶閘管觸發(fā)電路的分類(lèi)21、由分立元件構(gòu)成的觸發(fā)器1）同步電壓為正弦波的觸發(fā)電路；2）同步電壓為鋸齒波的觸發(fā)電路；3）單結(jié)晶體管觸發(fā)電路。2.2、由集成電路構(gòu)成的觸發(fā)器1）tc787-三相，tc785-單相；2）kc系列。3）數(shù)字觸發(fā)器等。2.3、由可編程邏輯器件、微處理器、微控制器等構(gòu)成的觸發(fā)器 如dsp、單片機(jī)、fpga等3、同步電壓為鋸齒波的觸發(fā)電路輸出：窄脈沖（可以是雙窄脈沖）；主要環(huán)節(jié)：同步，鋸齒波形成與移相， 脈沖形成與放大，雙窄脈沖，強(qiáng)觸發(fā)。同步信號(hào)為鋸齒波的觸發(fā)電路結(jié)構(gòu)電網(wǎng)電壓同步環(huán)節(jié)鋸齒

22、波形成脈沖形成雙窄脈沖放大控制信號(hào)同步信號(hào)為鋸齒波的觸發(fā)電路工作波形3.1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。-同步變壓器（起隔離和同步作用） 3.2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v1、v2、v3和c2等元件組成，其中v1、vs、rp2和r3為一恒流源電路鋸齒波是由開(kāi)關(guān)v2管來(lái)控制的：v2開(kāi)關(guān)的頻率就是鋸齒波的頻率；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)。v2截止?fàn)顟B(tài)持續(xù)的時(shí)間就是鋸齒波的寬度取決于充電時(shí)間常數(shù)r1

23、c1。3.3脈沖形成與放大環(huán)節(jié) 由晶體管v4、v5組成，v7、v8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)。3.4雙窄脈沖形成環(huán)節(jié)雙脈沖電路：每個(gè)觸發(fā)單元的一個(gè)周期內(nèi)輸出兩個(gè)間隔60的脈沖的電路。v5、v6構(gòu)成一個(gè)“或”門(mén) 當(dāng)v5、v6都導(dǎo)通時(shí)，v7、v8都截止，沒(méi)有脈沖輸出。 只要v5、v6有一個(gè)截止，都會(huì)使v7、v8導(dǎo)通，有脈沖輸出。 第一個(gè)脈沖由本相觸發(fā)單元產(chǎn)生。隔60的第二個(gè)脈沖是由滯后60的后一相觸發(fā)單元產(chǎn)生（通過(guò)v6）。在三相橋式

24、全控整流電路中，器件的導(dǎo)通次序?yàn)関t1-vt2-vt3-vt4-vt5-vt6，彼此間隔60，相鄰器件成雙接通，所以某個(gè)器件導(dǎo)通的同時(shí)，觸發(fā)單元需要給前一個(gè)導(dǎo)通的器件補(bǔ)送一個(gè)脈沖。 3.5小結(jié)1）脈沖寬度：v5截止的時(shí)間-r11和c3；2）移相范圍： 鋸齒波寬度：rp2、r1、c1；3）控制角： rp1、rp2、uco；4）在一個(gè)正弦周期中只發(fā)一次脈沖，且主要在正弦波的負(fù)半周。4、集成觸發(fā)器kj004電路原理圖集成電路可靠性高，技術(shù)性能好，體積小，功耗低，調(diào)試方便，已逐步取代分立式電路。kj004 與分立元件的鋸齒波移相觸發(fā)電路相似,分為同步、鋸齒波形成、移相、脈沖形成、脈沖分選及脈沖放大幾個(gè)

25、環(huán)節(jié)。完整的三相全控橋觸發(fā)電路 3個(gè)kj004集成塊和1個(gè)kj041集成塊，可形成六路雙脈沖，再由六個(gè)晶體管進(jìn)行脈沖放大即可。 kj041內(nèi)部是由12個(gè)二極管構(gòu)成的6個(gè)或門(mén)，其作用是將6路單脈沖輸入轉(zhuǎn)換為6路雙脈沖輸出。模擬觸發(fā)電路與數(shù)字觸發(fā)電路 模擬觸發(fā)電路的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠;缺點(diǎn)是易受電網(wǎng)電壓影響，觸發(fā)脈沖不對(duì)稱(chēng)度較高， 可達(dá)34，精度低。 數(shù)字觸發(fā)電路的脈沖對(duì)稱(chēng)度很好，如基于8位單片機(jī)的數(shù)字觸發(fā)器精度可達(dá)0.71.5。四、晶閘管的保護(hù)晶閘管承受過(guò)電壓、過(guò)電流的能力很差，這是它的主要缺點(diǎn)。 晶閘管的熱容量很小，一旦發(fā)生過(guò)電流時(shí)，溫度急劇上升，可能將pn結(jié)燒壞，造成元件內(nèi)部短路或開(kāi)路。例

26、如一只100a的晶閘管過(guò)電流為400a時(shí)，僅允許持續(xù)0.02秒，否則將因過(guò)熱而損壞； 晶閘管耐受過(guò)電壓的能力極差，電壓超過(guò)其反向擊穿電壓時(shí)，即使時(shí)間極短，也容易損壞。若正向電壓超過(guò)轉(zhuǎn)折電壓時(shí)，則晶閘管誤導(dǎo)通，導(dǎo)通后的電流較大，使器件受損。1、 晶閘管的過(guò)流保護(hù)11. 快速熔斷器保護(hù) 電路中加快速熔斷器。當(dāng)電路發(fā)生過(guò)流故障時(shí)，它能在晶閘管過(guò)熱損壞之前熔斷，切斷電流通路，以保證晶閘管的安全。快速熔斷器接入方式有三種，如下圖所示。與晶閘管串聯(lián)接在輸入端接在輸出端1.2. 過(guò)流繼電器保護(hù) 在輸出端(直流側(cè))或輸入端(交流側(cè))接入過(guò)電流繼電器，當(dāng)電路發(fā)生過(guò)流故障時(shí)，繼電器動(dòng)作，使電路自動(dòng)切斷。1.3.

27、過(guò)流截止保護(hù) 在交流側(cè)設(shè)置電流檢測(cè)電路，利用過(guò)電流信號(hào)控制觸發(fā)電路。當(dāng)電路發(fā)生過(guò)流故障時(shí)，檢測(cè)電路控制觸發(fā)脈沖迅速后移或停止產(chǎn)生觸發(fā)脈沖，從而使晶閘管導(dǎo)通角減小或立即關(guān)斷。2、晶閘管的過(guò)壓保護(hù)1. 阻容保護(hù) 利用電容吸收過(guò)壓。其實(shí)質(zhì)就是將造成過(guò)電壓的能量變成電場(chǎng)能量?jī)?chǔ)存到電容中，然后釋放到電阻中消耗掉。crrcrc 硒堆保護(hù)(硒整流片)crrl晶閘管元件的阻容保護(hù)2. 硒堆保護(hù)五、晶閘管的串并聯(lián)對(duì)較大型的電力電子裝置，當(dāng)單個(gè)電力電子器件的電壓或電流定額不能滿足要求時(shí)，往往需要將電力電子器件串聯(lián)或并聯(lián)起來(lái)工作，或者將電力電子裝置串聯(lián)或并聯(lián)起來(lái)工作。 1.晶閘管的串聯(lián) 當(dāng)晶閘管的額定電壓小于實(shí)際要求時(shí)，可以用兩個(gè)以上同型號(hào)器件相串聯(lián)。 靜態(tài)不均壓?jiǎn)栴} 由于器件靜態(tài)特性不同而造成的均壓?jiǎn)栴}。 為達(dá)到靜態(tài)均壓，首先應(yīng)選用參數(shù)和特性盡量一致的器件，此外可以采用電阻均壓。 動(dòng)態(tài)不均壓?jiǎn)栴} 由于器件動(dòng)態(tài)參數(shù)和特性的差異造成的不均壓?jiǎn)栴}。 為達(dá)到動(dòng)態(tài)均壓，同樣首先應(yīng)