基于MATLAB的晶閘管觸發電路

一、觸發電路

晶閘管相控電路，習慣稱為觸發電路，即通過控制觸發角a的 大小(控制觸發脈沖起始相位)來控制輸出電壓的大小。在晶閘管 裝置中，觸發電路的基本作用是在確定的時刻向對應的晶閘管提供 控制極電流使其導通。

觸發信號可以是交流，直流或脈沖，但觸發信號只能在它使控制極 為正，陰極為負時起作用。巾于晶閘管在觸發導通后控制極就失去 控制作用，為減少控制極損耗，一般采用脈沖形式

相控整流電路的觸發裝置

在各種相控變流電路中，晶閘管觸發脈沖的前沿對應的控制角是以 晶閘管的自然換相點為計量起點的角度。自然換相點則決定于加在 晶閘管兩端的交流電源電壓。因此，為保證正確的相位關系，實現 同步觸發控制，在觸發電路中必須引入與電網電壓嚴格同步的基準 信號，成為同步信號。主電路電源電壓經同步變壓器降壓，再經阻 容移相，便可獲得符合要求的同步信號。

為了保證整流電路按正常規律工作，相控觸發電路必須滿足以 下要求：

1、觸發信號要有足夠的功率

為使晶閘管可靠觸發，觸發電路提供的觸發電壓和觸發電流必 須大于晶閘管產品參數提供的門極觸發電壓與觸發電流值，即必須 保證具有足夠的觸發功率，同時要求脈沖功率不超過允許瞬時最大 功率限制線和平均功率限制線，以防止因門極過熱而造成元件損壞。

2、觸發脈沖必須與主回路電源電壓保持同步

為了保證電路的品質及可靠性，要求晶閘管在每個周期都在相 同的相位上觸發。因此，晶閘管的觸發電壓必須與其主回路的電源 電壓保持某種固定的相位關系，即實現同步。實現同步的方法通常 是選擇觸發電路的同步電壓，使其與晶閘管主電路電壓之間滿足一 定的相位關系。

3、觸發脈沖要有一定的寬度，前沿要陡

為使被觸發的晶閘管能保持住導通狀態，晶閘管的陽極電流在 觸發脈沖消失前必須達到擎住電流，因此，要求觸發脈沖應具有一 定的寬度，不能過窄。特別是當負載為電感性負載時，因其中電流 不能突變，更需要較寬的觸發脈沖，才可使元件可靠導通。

橋式全控整流電路采用單脈沖觸發時，脈寬應為60° —

120°，而采用雙脈沖時，脈寬取10°即可，最后可通過實驗決定。 對較寬的脈沖信號，也可采用脈沖序列的形式代替。

4、觸發電路的觸發信號必須在晶閘管的門極伏安特性的可靠觸發區， 以保證變流裝置的主電路元件的互換性，且觸發脈沖應保證變流電 路的對稱性。相控觸發電路應采取電磁兼容的技術措施，防止因各 方面的電磁干擾而出現失控。

5、觸發脈沖的移相范圍應能滿足主電路的要求

觸發脈沖的移相范圍與主電路的型式、負載性質及變流裝置的 用途有關。

常用的觸發脈沖信號如圖1:

圖1兒種常見的觸發脈沖信號電壓波形

為正弦波觸發脈沖信號。前沿不陡，觸發準確性差，

僅用在觸發要求不高的場合；

尖脈沖。生成較容易，電路簡單，也用于觸發要求不 高的場合；

矩形脈沖。

強觸發脈沖。前沿陡，寬度可變，有強觸發功能，適 用于大功率場合；

雙窄脈沖。有強觸發功能，變壓器耦合效率高，用于 控制精度較高，感性負載的裝置；

脈沖序列。具右雙窄脈沖的右點，應用廣泛。

除以上要求外，還要求觸發電路具有動態響應快，抗干擾能力 強，溫度穩定性好等性能。

1.脈沖電路與晶閘管的連接方式

1、直接連接：操作不安全，主電路干擾觸發電路，主要用于實驗。

2、光耦合器連接：輸入和輸出之間電隔離，絕緣性能好，抗干擾能 力強。

3、脈沖變壓器耦合器連接：存良好的電氣絕緣。

直接連接光耦合器連接脈沖變壓器耦合器連接 圖2脈沖電路與晶閘管的連接方式

!1!單相可控整流電路的觸發電路

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單相可控整流電路的觸發電路

1.為滿足相控整流電路觸發脈沖的基本要求和單相可控整流電路自 身的特點，設計了單相觸發電路，如圖3:

圖3單相觸發電路

1.原理:

在單相觸發電路中，輸入1為控制角的給定值，輸入2為電源電壓 的同步信號輸入端。由于整流電路中同一橋臂上下兩個晶閘管元件 的控制脈沖互差180°，因而只需將其對應的上橋臂的同步電壓信 號反向作為下橋臂的同步信號。輸入信號乘以“-1”后即可作為互 差180°的下橋臂的同步信號。模塊Mux的作用是將兩路信號合并 為一個信號列，而每個信號都具有相對獨立性。

對于每一個信號，當其由負過零變正時，模塊Hit Crossing便 會產生一個正向脈沖，即電網電壓的同步脈沖。此脈沖一方面作用 于積分器的同步輸入端，產生積分同步信號，使其開始積分。另一 方面，它將轉化成布爾類型的景后作用于RS觸發器的復位端R。假 如其置位端S=Q使其輸出Q=0,該信號經過“非”運算后傳遞到積 分器1為輸出脈沖做準備。由于積分器的積分斜率為電源的頻率，

在每個周期內，其積分值為Freq*T=l，而每個周期對應 3 60Q電角 度，每一度對應積分值為1/36 0。因而當要求在a度觸

總結

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