單結(jié)晶體管觸發(fā)電路(解析)

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2009-03-20單結(jié)晶體管觸發(fā)電路之一圖1（a）是由單結(jié)晶體管組成的張弛振蕩電路?？蓮碾娮鑂1上取出脈沖電壓ug。(a)張弛振蕩電路(b)電壓波形圖1單結(jié)晶體管張弛振蕩電路假設(shè)在接通電源之前，圖1(a)中電容C上的電壓uc為零。接通電源U后，它就經(jīng)R向電容器充電，使其端電壓按指數(shù)曲線升高。電容器上的電壓就加在單結(jié)晶體管的發(fā)射極E和第一基極B1之間。當(dāng)uc等于單結(jié)晶體管的峰點電壓UP時，單結(jié)晶體管導(dǎo)通，電阻RB1急劇減?。s20Ω），電容器向R1放電。由于電阻R1取得較小，放電很快，放電電流在R1上形成一個脈沖電壓ug，如圖1(b)所示。由于電阻R取得較大，當(dāng)電容電壓下降到單結(jié)晶體管的谷點電壓時，電源經(jīng)過電阻R供給的電流小于單結(jié)晶體管的谷點電流，于是單結(jié)晶體管截止。電源再次經(jīng)R向電容C充電，重復(fù)上述過程。于是在電阻R1上就得到一個脈沖電壓ug。但由于圖1（a）的電路起不到如后述的“同步”作用，不能用來觸發(fā)晶閘管。單結(jié)晶體管觸發(fā)電路之二單結(jié)晶體管觸發(fā)電路如圖2所示，帶有放大器。晶體管T1和T2組成直接耦合直流放大電路。T1是NPN型管，T2是PNP型管。UI是觸發(fā)電路的輸入電壓，由各種信號疊加在一起而得。UI經(jīng)T1放大后加到T2。當(dāng)UI增大時，IC1就增大，而使T1的集電極電位UC1，即T2的基極電位UB2降低，T2更為導(dǎo)通，IC2增大，這相當(dāng)于晶體管T2的電阻變小。同理，UI減小時，T2的電阻變大。因此，T2相當(dāng)于一個可變電阻，隨著UI的變化來改變它的阻值，對輸出脈沖起移相作用，達(dá)到調(diào)壓的目的。輸出脈沖可以直接從電阻R1上引出，也可以通過脈沖變壓器輸出。圖2單結(jié)晶體管觸發(fā)電路因為晶閘管控制極與陰極間允許的反向電壓很小，為了防止反向擊穿，在脈沖變壓器副邊串聯(lián)二極管D1，可將反向電壓隔開，而并聯(lián)D2，可將反向電壓短路。單結(jié)晶體管觸發(fā)電路之三——單相半控橋式整流電路圖3由單結(jié)晶體管觸發(fā)的單相半控橋式整流電路改變電位器RP的數(shù)值可以調(diào)節(jié)輸出脈沖電壓的頻率。但是（RP＋R）的阻值不能太小，否則在單結(jié)晶體管導(dǎo)通之后，電源經(jīng)過RP和R供給的電流較大，單結(jié)晶體管的電流不能降到谷點電流之下，電容電壓始終大于谷點電壓，因此，單結(jié)晶體管就不能截止，造成單結(jié)晶體管的直通現(xiàn)象。選用谷點電流大一些的管子，可以減少這種現(xiàn)象。當(dāng)然，（RP＋R）的阻值也不能太大，否則充電太慢，使晶閘管的最大導(dǎo)通角受到限制，減小移相范圍。一般（RP＋R）是幾千歐到幾十千歐。單結(jié)晶體管觸發(fā)電路輸出的脈沖電壓的寬度，主要決定于電容器放大電的時間常數(shù)。R1或C太小，放電快，觸發(fā)脈沖的寬度小，不能使晶閘管觸發(fā)。因為晶閘管從阻斷狀態(tài)到完全導(dǎo)通需要一定時間，一般在10uf以下，所以觸發(fā)脈沖的寬度必須在10uf以上。如選用C＝0.1~1uF，R1=250~100Ω，就可得到數(shù)十微秒的脈沖寬度。但是，若C值太大，由于充電時間常數(shù)（RP+R）C的最小值決定于最小控制角，則（RP+R）就必須很小，如上所述，這將引起單結(jié)晶體管的直通現(xiàn)象。如果R1太大，當(dāng)單結(jié)晶體管尚未導(dǎo)通時，其漏電流就可能在R1上產(chǎn)生較大的電壓，這個電壓加在晶閘管的控制極上而導(dǎo)致誤觸發(fā)。一般規(guī)定，晶閘管的不觸發(fā)電壓為0.15~0.3V，所以上述電壓不應(yīng)大于這個數(shù)值。脈沖電壓的幅度決定于直流電源電壓和單結(jié)晶體管的分壓比。如電源電壓為20V，晶體管的分壓比為0.5，則在單結(jié)晶體管導(dǎo)通時，電容器上的電壓約為10V，除去管壓降外，可以獲得幅度為7~8V的輸出脈沖電壓。根據(jù)上述數(shù)據(jù)，輸出脈沖的寬度和幅度都能滿足觸發(fā)晶閘管的要求。圖3中的電阻R2是作溫度補(bǔ)償用的。因為在UP＝UBB＋UD的式中，分壓比幾乎不隨溫度而變，而UD將隨溫度上升而略有下降。這樣，UP就要隨溫度而變，這是不希望的。當(dāng)接入R2（及R1）后，UBB是由穩(wěn)壓電源的電壓UZ經(jīng)R2、RBB、R1分壓而得，而RBB隨溫度上升而增大，因此在溫度上升后，RBB增大，電流就減小，R1和R2上的壓降也相應(yīng)減小，UBB就增大一些，于是補(bǔ)償了UD因溫度上升而下降之值，從而使峰點電壓UP保持不變。⑴穩(wěn)壓管的作用是將整流電壓uo變換成梯形波（削去頂上一塊，所謂削波），穩(wěn)定在一個電壓值UZ，使單結(jié)晶體管輸出的脈沖幅度和每半周產(chǎn)生第一個脈沖（第一個脈沖使晶閘管觸發(fā)導(dǎo)通后，后面的脈沖都是無用的）的時間不受交流電源電壓波動的影響。圖4中示出了單結(jié)晶體管觸發(fā)電路中各處電壓的波形。圖4電壓波形⑵通過變壓器將觸發(fā)電路與主電路接在同一電源上，所以每當(dāng)主電路的交流電源電壓過零值時，單結(jié)晶體管上的電壓UZ也過零值，兩者同步。在UZ過零值時，單結(jié)晶體管基極間的電壓UBB也為零。如果這時電容器上還有殘余電壓，必然要向R1放電，很快放掉，以保證電容器在每一半波之初從零開始充電。這樣，才能使每半周產(chǎn)生第一個脈沖的時間保持不變，即，從而使晶閘管的導(dǎo)通角和輸出電壓平均值保持不變。因此，變壓器不僅是個整流變壓器，而且還起同步作用，故也稱為同步變壓器。圖5（a）的電路是起不到同步作用的。⑶如果改變電位器RP的電阻值，例如增大阻值，電容器C的充電變慢，因而每半波出現(xiàn)第一個