完成可控硅触发电路设计必须满足这些要求
在电子电路设计中，工程师们常常需要利用可控硅来完成一些电路系统的设计，其中，门极控制电路也被称为可控硅触发电路，是一种非常常见的电路设计结构。那幺，在完成可控硅触发电路的设计时，我们所设计的电路系统都需要满足哪些条件呢？在今天的文章中，小编对这些条件进行了简单总结，大家一起来看看吧。
?触发信号只能在门极为正、阴极为负时起作用
?当利用可控硅完成触发电路设计时，其发出的触发信号可以是交流、直流或脉冲t，且触发信号只能在门极为正、阴极为负时起作用。为了减小门极的损耗，触发信号常采用脉冲形式。平时实际应用中常见的几种可控硅触发信号波形如下图图1所示。
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?（a）尖脉冲
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?（b）矩形脉冲
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?（c）正弦半波信号
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?（d）强触发脉冲
的电路结构与动作特点 由两个与非门互耦而成的RS锁存器【图4.2.2（a）】是各种触发器的基本单元电路，它有两个低电平有效的数据输入端(S--：置位输入；R--：复位输入)和一对互补的数据输出端(Q和Q--)。Q=1,Q--=0时，锁存器处于置位状态；Q=0,Q--=1时，锁存器处于复位状态。S--和 R--有四种组合，如果S--无效，R--无效，锁存器的状态将与初态相同；如果S--有效，R--无效，锁存器的状态将为Q=1,Q--=0；如果S--无效，R--有效，锁存器的状态将为Q=0,Q--=1；如果S--有效，R--有效，锁存器的状态将是不确定的。如何理解最后一种输入组合呢？ 图4.2.2 用与非门组成的基本RS触发器 （a）电路结构 RS锁存器可以（并且只可以）存储一个二进制位，要么存储1，要么存储0。如果我们想存储1，就在 S--端加上一个负脉冲。所谓的负脉冲，就是一个由高电平跳变到低电平，然后再由低电平跳变到高电平的信号。当 S--由高电平跳变到低电平时，S--=0，R--=1，Q=1,Q--=0，锁存器的状态为1；当 S--由低电平跳变到高电平时，S--=1，R--=1，锁存器的状态保持不变，仍为1。换句话说，负脉冲到来时，锁存器的状态为1；负脉冲消失后，锁存器维持这个一状态。同理，如果我们想存储0，我们就在 R--端加上一个负脉冲。那么，同时在 S--端和 R--端加上负脉冲是什么意思呢？难道既要存储1，又要存储0？显然，这种要求在逻辑上是矛盾的，也是无法实现的。我们不可能提出这种无理要求。那么，这种输入组合又是怎么出现的呢？哇！一定是干扰（或噪声）
在作怪！干扰的存在，可能会使锁存器误动作。假如我们要存储“1”，我们就在S--端加上一个负脉冲P1当P1到来时，S--=0，R--=1，Q=1,Q--=0。如果P1结束前，在 R--端出现一个干扰脉冲P2，那 么我们有S--＝0，R--＝0，Q=1, Q--=1，问题就发生了。问题发生后，我们可就三种简单的情况进行分析。若P2比P1先消失，我们有 S--＝0，R--＝1，Q=1, Q--=0。在这种情况下，锁存器的状态为“1”；若P1比P2先消失，我们将有S--＝1，R--＝0，Q=1, Q--=0，在这种情况下，锁存器的状态为“0”；还有一种情况是P2与P1同时消失，我们将有S--＝1，R--＝1, 因为此前Q=1, Q--=1，所以每个与非的输入都是全“1”，由于这两个与非门的传输延迟时间不同，因此工作速度稍快一些的与非门输出率先为“0”，这将使另一个与非门的输出保持为“1”。由于干扰脉冲的出现和消失是随机的，我们无法预知P2与P1哪个先消失。由于器件参数的离散性，我们也无法预知那个与非门的传输时间较短。所以，锁存器的状态将是不定的。 RS锁存器的用途之一是构成“防抖动电路”。我们知道，数据通常经过机械开关输入数字系统。机械开关动作时，触点将会抖动。抖动是指开关的两个触点要经历一个常达数毫秒的接通、断开，再接通、再断开，循环往复，直至最后接通的过程。数毫秒的振荡在数字系统中是不可接受的。假如开关接通表示“1”，断开表示“0”，我们将开关接通是期望输入一个“1”，结果却输入拉一连串的“1”和“0”。
晶闸管TSC的触发电路 1. 介绍晶闸管投切电容器的原理和快速过零触发要求 晶闸管投切电容器组的关键技术是必须做到电流无冲击。晶闸管投切电容器组的机理如图一所示，信息请登陆:输配电设备网 当电路的谐振次数n为2、3时，其值很大。 式(2)的第三项给出当触发角偏离最佳点时的振荡电流的幅值;式(2)中的第二项给出当偏离最佳予充电值时振荡电流的幅值。若使电容器电流ic=C*du/dt=0，则du/dt=0，即晶闸管必须在电源电压的正或负峰值触发导通投切电容器组，电容器预充电到峰值电压。 触发电路的功能是：电流无冲击触发;快速投切，20ms的动作。这个20ms不是得到投切命令到产生动作的时间，而是从停止到再投入动作的时间为20ms。快速反应时，在平衡补偿电路，不能出现不平衡动作，即有的相有电流，有的没有。
1. 两类晶闸管的触发电路的特点和存在的问题 从同步信号的采集上，有两类晶闸管触发电路。一类为从电网电压取得同步信号，一类为从晶闸管两端取得同步信号。 从电网电压取得同步信号的电路框图如图二：信息来源:https://www.doczj.com/doc/4e17214844.html, 电路中包括同步变压器、同步信号处理电路和功率驱动电路、脉冲变压器隔离电路等。当得到触发命令后，在投切点产生触发脉冲列，经过脉冲变压器的隔离,推动晶闸管。同步信号处理电路有滤波处理功能，可以是CMOS等的电子电路组成，也可以是单片机、GAL电路等。电路中包括相序错判断功能。信息来自:输配电设备网 从电网电压取得同步信号的优点为在主回路没有送电时，给触发命令，可以测量晶闸管的触发脉冲幅度和相位，在主回路得电后，给触发命令，可以放心, TSC为正确的投入工作。对于TSC电路中的两只晶闸管+一只二极管的“2+1”电路、两只晶闸管+两只二极管的“2+2”电路、三只晶闸管+三只二极管的“3+3”电路,电容器有二极管预充电, 电容器上一直存在直流电压,晶闸管的交直流电压不变,电网电压取得同步信号触发适合。缺点为电路复杂，对于400V小容量的TSC电路造价高。如果TSC全部采用晶闸管不用二极管，由于晶闸管两端的电压随着电容器放电电压的减少逐渐小，意味着触发点在变动，上述电路不能跟随变化触发点，所以不适应了。信 图二: 电网电压取得同步信号的触发电路 从晶闸管两端取得过零信号比较困难,过零触发要求电压高时截止，电压最低低时导通触发。几乎找不出什么元件是这种特性.如稳压管,电压低截止，电压高维持电压不变.不满足要求。 目前，从晶闸管两端取得过零信号的典型触发电路是MOC3083,它的框图如图三：信 图三：MOC3083电路图 MOC3083芯片内部有过零触发判断电路，它是为220V电网电压设计的，芯片的双向可控硅耐压800V，在4、6两端电压低于12V时如果有输入触发电流，内部的双向可控硅就导通。 用在380V电网的TSC电路上要串联几只3083。在2控3的TSC电路应用如图四：
宁波广播电视大学 机械设计制造及其自动化专业 《机电接口技术》 课程设计 题目晶闸管触发驱动电路设计 姓名张晋远学号1533101200119 指导教师李亚峰 学校宁波广播电视大学 日期2017 年 4 月20 摘要 晶闸管是一种开关元件，能在高电压、大电流条件下工作，为了控制晶闸管的导通，必须在控制级至阴极之间加上适当的触发信号（电压及电流），完成此任务的就是触发电路。本课题针对晶闸管的触发电路进行设计，其电路的主要组成部分由触发电路，交流电路，同步电路等电路环节组成。有阻容移相桥触发电路、正弦波同步触发电路、单结晶体触发电路、集成
UAA4002、KJ006触发电路。包括电路的工作原理和电路工作过程以及针对相关参数的计算。 关键词：晶闸管；触发电路；脉冲；KJ006； abstract Thyristor is a kind of switch components, can work under high voltage, high current conditions, in order to control thyristor conduction, must be between control level to the cathode with appropriate trigger signal (voltage and current), complete the task is to trigger circuit. This topic in view of the thyristor trigger circuit design, the main part of the circuit by the trigger circuit, communication circuit, synchronous circuit and other circuit link. There is a blocking phase bridge trigger circuit, the sine wave synchronous trigger circuit, the single crystal trigger circuit, the integrated UAA4002, the KJ006 trigger circuit. This includes the working principle of the circuit and the circuit working procedure and the calculation of the relevant parameters. Keywords: thyristor; Trigger circuit; Pulse; KJ006; 目录 第一章绪论 1.1设计背景与意义…………………………………… 1.2 晶闸管的现实应用……………………………………
摘要 为了控制晶闸管的导通，必须在控制级至阴极之间加上适当的触发信号（电压及电
流），完成此任务的就是触发电路。 本课题针对晶闸管的触发电路进行设计，其电路的主要组成部分由触发电路，交流电路，同步电路等电路环节组成。有阻容移相桥触发电路、正弦波同步触发电路、单结晶体触发电路、集成UAA4002、KJ004触发电路。包括电路的工作原理和电路工作过程以及针对相关参数的计算。 关键词：晶闸管；触发电路；脉冲；KJ004
目录 第1章绪论 (1) 第2章课程设计的方案 (1) 2.1 概述 (1) 2.2 系统组成整体结构 (2) 2.3 设计方案 (2) 第3章电路设计 (4) 3.1 UAA4002集成芯片构成的触发器 (4) 3.2 阻容移相桥触发电路 (5) 3.3正弦波同步触发电路 (6) 3.4单结晶体管触发电路 (8) 3.5集成KJ004触发电路 (9) 第4章课程设计总结 (12) 参考文献 (14)
绪论晶闸管是晶体闸流管的简称，又称为可控硅整流器，以前被简称为可控硅。在电力二极管开始得到应用后不久，1956年美国贝尔实验室发明了晶闸管，到1957年美国通用电气公司开发出世界上第一只晶闸管产品，并在1958年达到商业化。由于其开通时刻可以控制，而且各方面性能均明显胜过以前的汞弧整流器，因而立即受到普遍欢迎，从此开辟了电力电子技术迅速发展和广泛应用的崭新时代，其标志就是以晶闸管为代表的电力半导体器件的广泛应用，有人称之为继晶体管发明和应用之后的又一次电子技术革命。自20世纪80年代以来，晶闸管的地位开始被各种性能更好的全控型器件取代，但是由于其所能承受的电压和电流容量仍然是目前电力电子器件中最高的，而且工作可靠，因此在大容量的应用场合仍然具有比较重要的地位。 20世纪80年代以来，信息电子技术与电力电子技术在各自发展的基础上相结合而产生了一代高频化、全控型、采用集成电路制造工艺的电力电子器件，从而将电力电子技术又带入一个崭新时代。门极可关断晶闸管、电力晶体管、电力场效应晶体管和绝缘栅双极晶体管就是全控型电力电子器件的典型代表。晶闸管的种类较多，有单向晶闸管、双向晶闸管、光控晶闸管、直流开关晶闸管（即门级可关断晶闸管）、寄生晶闸管（即功率场效应管IGBT）、无控制极晶闸管等。 晶闸管在电力电子技术上有很广泛的应用，整流电路（交流变直流）、逆变电路（直流变交流）、交频电路（交流变交流）、斩波电路（直流变直流），此外，还可用作无触点开关。 又晶闸管是半控型器件，因此在控制极和阴极间的触发信号是必不可少的。而触发电路的作用是产生符合要求的门级触发脉冲，保证在需要是晶闸管立即由阻断状态变为导通状态。广义上讲，触发电路包括对其触发时刻进行控制的相位控制环节、放大和输出环节。而触发电路的形成又有许多种形式。 本课程设计研究的是基于螺旋式晶闸管KP50的触发电路。 课程设计的方案 概述要使晶闸管开始导通，必须施加触发脉冲，在晶闸管触发电路中必须有触 发电路，触发电路性能的好坏直接影响晶闸管电路工作的可靠性，也影响系统的控制精度，正确设计触发电路是晶闸管电路应用的重要环节。
双向可控硅及其触发电路 双向可控硅是一种功率半导体器件，也称双向晶闸管，在单片机控制系统中，可作为功率驱动器件，由于双向可控硅没有反向耐压问题，控制电路简单，因此特别适合做交流无触点开关使用。双向可控硅接通的一般都是一些功率较大的用电器，且连接在强电网络中，其触发电路的抗干扰问题很重要，通常都是通过光电耦合器将单片机控制系统中的触发信号加载到可控硅的控制极。为减小驱动功率和可控硅触发时产生的干扰，交流电路双向可控硅的触发常采用过零触发电路。（过零触发是指在电压为零或零附近的瞬间接通，由于采用过零触发，因此需要正弦交流电过零检测电路） 双向可控硅分为三象限、四象限可控硅，四象限可控硅其导通条件如下图： 总的来说导通的条件就是：G极与T1之间存在一个足够的电压时并能够提供足够的导通电流就可以使可控硅导通，这个电压可以是正、负，和T1、T2之间的电流方向也没有关系。因为双向可控硅可以双向导通，所以没有正极负极，但是有T1、T2之分 再看看BT134-600E的简介：（飞利浦公司的，双向四象限可控硅，最大电流4A）
推荐电路： 为了提高效率，使触发脉冲与交流电压同步，要求每隔半个交流电的周期输出一个触发脉冲，且触发脉冲电压应大于4V ，脉冲宽度应大于20us.图中BT 为变压器，TPL521 - 2 为光电耦合器，起隔离作用。当正弦交流电压接近零时，光电耦合器的两个发光二极管截止，三极管T1基极的偏置电阻电位使之导通，产生负脉冲信号，T1的输出端接到单片机80C51 的外部中断0 的输入引脚，以引起中断。在中断服务子程序中使用定时器累计移相时间，然后发出双向可控硅的同步触发信号。过零检测电路A、B 两点电压输出波形如图2 所示。
边沿D 触发器: 负跳沿触发的主从触发器工作时,在正跳沿前加入输入信号。如果在CP 高电平期间输入端出现干扰信号,那么就有可能使触发器的状态出错。而边沿触发器允许在CP 触发沿来到前一瞬间加入输入信号。这样,输入端受干扰的时间大大缩短,受干扰的可能性就降低了。边沿D触发器也称为维持-阻塞边沿D触发器。 电路结构: 该触发器由6个与非门组成,其中G1与G2构成基本RS触发器。 D触发器工作原理: SD 与RD 接至基本RS 触发器的输入端,分别就是预置与清零端,低电平有效。当SD=0且RD=1时,不论输入端D为何种状态,都会使Q=1,Q=0,即触发器置1;当SD=1且RD=0时,触发器的状态为0,SD与RD通常又称为直接置1与置0端。我们设它们均已加入了高电平,不影响电路的工作。工作过程如下: 1、CP=0时,与非门G3与G4封锁,其输出Q3=Q4=1,触发器的状态不变。同时,由于Q3至Q5与Q4至Q6的反馈信号将这两个门打开,因此可接收输入信号D,Q5=D,Q6=Q5=D。 2、当CP由0变1时触发器翻转。这时G3与G4打开,它们的输入Q3与Q4的状态由G5与G6的输出状态决定。Q3=Q5=D,Q4=Q6=D。由基本RS触发器的逻辑功能可知,Q=D。 3、触发器翻转后,在CP=1时输入信号被封锁。这就是因为G3与G4打开后,它们的输出Q3与Q4的状态就是互补的,即必定有一个就是0,若Q3为0,则经G3输出至G5输入的反馈线将G5封锁,即封锁了D通往基本RS 触发器的路径;该反馈线起到了使触发器维持在0状态与阻止触发器变为1状态的作用,故该反馈线称为置0维持线,置1阻塞线。Q4为0时,将G3与G6封锁,D端通往基本RS触发器的路径也被封锁。Q4输出端至G6反馈线起到使触发器维持在1状态的作用,称作置1维持线;Q4输出至G3输入的反馈线起到阻止触发器置0的作用,称为置0阻塞线。因此,该触发器常称为维持-阻塞触发器。总之,该触发器就是在CP正跳沿前接受输入信号,正跳沿时触发翻转,正跳沿后输入即被封锁,三步都就是在正跳沿后完成,所以有边沿触发器之称。与主从触发器相比,同工艺的边沿触发器有更强的抗干扰能力与更高的工作速度。功能描述
精心整理 TSC 的触发电路 1.介绍晶闸管投切电容器的原理和快速过零触发要求 晶闸管投切电容器组的关键技术是必须做到电流无冲击。晶闸管投切电容器组的机理如图一所示，信息请登陆:输配电设备网 当电路的谐振次数n 为2、3时，其值很大。 式(2)的第三项给出当触发角偏离最佳点时的振荡电流的幅值;式(2)中的第二项给出当偏离最佳予充电值时振荡电流的幅值。若使电容器电流ic=C*du/dt=0，则du/dt=0，即晶闸管必须在电源电压的正或负峰值触发导通投切电容器组，电容器预充电到峰值电压。 1. 当得到TSC 电管+高。如果 MOC3083芯片内部有过零触发判断电路，它是为220V 电网电压设计的，芯片的双向可控硅耐压800V ，在4、6两端电压低于12V 时如果有输入触发电流，内部的双向可控硅就导通。 用在380V 电网的TSC 电路上要串联几只3083。在2控3的TSC 电路应用如图四： 图四2控3的TSC 电路 用2对晶闸管开关控制3相电路，电路简单了，控制机理复杂了。这种触发电路随机给触发命令要出现下面的许多麻烦问题。 快速动作时,有触发命令，一对晶闸管导通另一对晶闸管不通电压反而升高了，限于篇幅和重点,本文不分析为什么电压反而高了,只是从测量的2控3电路中看到了确实存在电压升高的现象和危险,这种现象如同倍压整流电路直流电压升高了一样。图五测量不正常工作的两对晶闸管的电压波形。此试验晶闸管存在高压击穿的可能，所以用调压器将电网电压调低。晶闸管导通时两端电压
为零，不导通，晶闸管有电容器的直流电压和电网的交流电压。测量C相停止时峰峰值电压为540V,其有效值=,图中C相升高的电压峰值为810V,升高电压约为电网电压有效值的倍数:。推算，400V 电压下工作，晶闸管有可能承受的电压，400V电网的TSC电路多数是采用模块式的晶闸管，模块的耐压不高，常规为1800V，升高的管压降很容易击穿晶闸管元件。信息请登陆:输配电设备网图五不正常的两对晶闸管的电压波形信息来自:输配电设备网*在晶闸管电压波形过零点，串联的MOC3083由于分压不均匀，使得3083有的导通有的停止。电网电压升高时，原先导通的依然导通，不同的要承受更高的电压，3083有可能击穿。信息请登陆:输配电设备网 *在初次投切时有一定的冲击。下面是国外着名产品的首次投切的电流波形。 图六:国外公司产品的第一次触发冲击波形 记录C相晶闸管两端电压，A相电流。电流投切冲击很大，使得电网电压都产生了变形。信息来自: * * * * 3. 努力， 源: 切停止后，电容器上有电网峰值电压，晶闸管在电网电压和电容器直流电压的合成下，存在着过零电压，在过零点触发晶闸管是理想状态，应该没有冲击电流。 新触发电路达到了快速20ms动作，两路晶闸管都动作，无电流冲击，晶闸管在停止时的承受电压低，最大为3倍的有效值电压。 用双踪示波器测试波形.一只表笔测量晶闸管两端的电压和另一只测量晶闸管的电流波形，这样，可以看出晶闸管是否在过零点投入，又可以看出投入时的电流冲击。由于使用两个开关控制三相电路，用双踪示波器分别测量两路的电压电流，就可以完整的观察到触发器运行的效果。A探头为电压，B探头为电流。 图十二为：连续投切的A相晶闸管电压和C相电流的动作波形。 横轴为时间200ms/格，纵轴电压500V/格，电流20A/格。可控硅工作时两端的电压零，线路中有电流，停止时可控硅两端有电压，电流为零。在连续动作中，电流没有冲击。
可控硅触发电路必须满足的三个主要条件 一、可控硅触发电路的触发脉冲信号应有足够的功率和宽度 为了使所有的元件在各种可能的工作条件下均能可靠的触发，可控硅触发电路所送出的触发电压和电流，必须大于元件门极规定的触发电压UGT与触发电流IGT的最大值，并且留有足够的余量。另外，由于可控硅的触发是有一个过程的，也就是可控硅触发电路的导通需要一定的时间，不是一触即通，只有当可控硅的阳极电流即主回路电流上升到可控硅的擎住电流IL以上时，管子才能导通，所以触发脉冲信号应有一定的宽度才能保证被触发的可控硅可靠导通。例如：一般可控硅的导通时间在6μs左右，故触发脉冲的宽度至少在6μs以上，一般取20～50μs，对于大电感负载，由于电流上升较慢，触发脉冲宽度还应加大，否则脉冲终止时主回路电流还未上升到可控硅的擎任电流以上，则可控硅又重新关断，所以脉冲宽度下应小于300μs，通常取1ms，相当广50Hz正弦波的18°电角度。 二、触发脉冲的型式要有助于可控硅触发电路导通时间的一致性 对于可控硅串并联电路，要求并联或者串联的元件要同一时刻导通，使两个管子中流过的电流及或承受的电压及相同。否则，由于元件特性的分散性，在并联电路中使导通较早的元件超出允许范围，在串联电路中使导通较晚的元件超出允许范围而被损坏，所以，针对上述问题，通常采取强触发措施，使并联或者串联的可控硅尽量在同一时间内导通。 三、触发电路的触发脉冲要有足够的移相范围并且要与主回路电源同步 为了保证可控硅变流装置能在给定的控制范围内工作，必须使触发脉冲能在相应的范围内进行移相。同时，无论是在可控整流、有源逆变还是在交流调压的触发电路中，为了使每—周波重复在相同位置上触发可控硅，触发信号必须与电源同步，即触发信号要与主回路电源保持固定的相位关系。否则，触发电路就不能对主回路的输出电压Ud进行准确的控制。逆变运行时甚至会造成短路事故，而同步是由相主回路接在同一个电源上的同步变压器输出的同步信号来实现的。 可控硅（晶闸管）的交流调压原理 一、双向可控硅交流调压原理 一只双向可控硅的工作原理，可等效两只同型号的单向可控硅互相反向并联，然后串联在调压电路中实现其可控硅交流调压的。为５０Ｈｚ交流电的电压波形。在０～ａ′时间内，ＳＣＲ１因控制极Ｇ无正脉冲信号而正向阻断，而ＳＣＲ２则反向不导通。在ａ′～?π时间内，ＳＣＲ１控制极Ｇ受触发脉冲触发而导通. 将可控硅在正向阳极电压作用下不导通的范围称为控制角，用字母ａ表示，而导通范围称为导通角，用字母θ表示。显然控制角ａ的大小，可改变正负半周波形切割面积的大小。当ａ越小被切割的波形面积越小，输出交流电压的平均值越大。相反，当ａ角越大，被切割的波形面积越大，输出交流电压的平均值越小。 二、单向可控硅交流调压原理 ５０Ｈｚ交流电压通过四个二极管组成的单向器，将５０Ｈｚ正负半波变换为相对应时刻的单向电压，再用一只单向可控硅来实现交流调压。 可控硅的工作电流就等于Ｉ，在实际应用中ＳＣＲ的工作电流一般取１～１．５Ｉ。由于采用了单向器，所以ＳＣＲ不承受反向电压，为了防止单向器二极管击穿短路而损坏可控硅，实际应用时ＳＣＲ反向工作电压仍应取≥４００Ｖ。 双向可控硅交流稳压器电路
单向/双向可控硅触发电路设计原理 1，可以用直流触发可控硅装置。 2，电压有效值等于U等于开方{（电流有效值除以2派的值乘以SIN二倍电阻）加上(派减去电阻的差除以派）}。 3,电流等于电压除以（电压波形的非正弦波幅值半波整流的两倍值）。 4，回答完毕。 触摸式台灯的控制原理 这种台灯的主要优点是没有开关，使用时通过人体触摸，完成开启、调光、关闭动作，给使用带来方便。 一、电路设计原理 人体感应的信号加在电源电路可控硅的触发极，使电路导通，并给负载——灯泡或灯管供电，使灯按弱光、中光、强光、关闭4个状态动作，达到调光的目的。电路见图1，该电路的关键器件是采用CMOS工艺制造的集成电路BA210l。 二、降压稳压电路 由R3、VDl、VD4、C4组成。输出9V直流电，供给BA2101，由③⑦脚引入。 三、触发电路 由触发电极M将人体的感应信号，经c3、R8、R7送至④脚的sP端，经处理后，由⑥脚输出触发信号，经cl、R1加至可控硅VS的G极，VS导通，电灯H点亮。第二次触摸，可改变触发脉冲前沿的到达时间，而使电灯亮度改变。反复触摸，可按弱光、中光、强光和关闭四个动作状态循环，达到调节亮度的目的。可控硅VS在动作中其导通角分别为120度、86度、17度。 四、辅助电路 VD2和vD3为保护集成电路而设。防止触摸信号过大而遭破坏。C3为隔离安全电容。R4为取得同步交流信号而设。R5为外接振荡电阻。 五、使用中经常出现的故障 (1)由震动引发的故障。触摸只需轻轻触及即可。但在家庭使用中触击的强度因人而异，小孩去触摸可能是重重的一拳。性格刚烈的人去触摸，可能引起剧烈震动。因此经常出现灯泡断丝。 (2)集成块焊脚由震动而产生脱焊。如③脚脱焊，使电源切断而停止工作；④、⑥脚脱焊，使触摸信号中断，都会引起灯泡不亮。因此要检查集成块各脚是否脱焊。 (3)可控硅VS一般采用MAC94A4型双向可控硅，由于反复触发，或意外大信号触发，会引起可控硅击穿而停止工作。 触摸式台灯的控制原理 这种台灯的主要优点是没有开关，使用时通过人体触摸，完成开启、调光、关闭动作，给使用带来方便。 一、电路设计原理 人体感应的信号加在电源电路可控硅的触发极，使电路导通，并给负载——灯泡或灯管供电，使灯按弱光、中光、强光、关闭4个状态动作，达到调光的目的。电路见图1，该电路的关键器件是采用CMOS工艺制造的集成电路BA210l。 二、降压稳压电路 由R3、VDl、VD4、C4组成。输出9V直流电，供给BA2101，由③⑦脚引入。 三、触发电路 由触发电极M将人体的感应信号，经c3、R8、R7送至④脚的sP端，经处理后，由⑥脚输出触发信号，
ISSN1672-4305 CN12-1352/N 实 验 室 科 学 LABORATORY SC I ENCE 第13卷 第2期 2010年4月 Vol 13 N o 2 A pr 2010基于DS P的晶闸管触发电路的设计 李常顺 (内蒙古科技大学信息工程学院,内蒙古包头 014010) 摘 要:DSP晶闸管触发电路能够根据键盘输入的触发角及同步信号通过软件延时产生相位合适的双脉冲触发信号,经功率放大驱动三相桥式整流电路的晶闸管,同时显示触发角。为此设计了硬件电路及控制软件,分析了系统控制精度,具有实用价值,并能够进行进一步开发。 关键词:DSP;晶闸管;触发电路 中图分类号:T M461 文献标识码:A do:i10.3969/.j issn.1672-4305.2010.02.023 Desi gn of thyristor tri ggeri ng circuit based on DSP LI Chang-s hun (School of Infor m ati o n Eng ineeri n g,Inner M ongolia Un i v ersity of Science and Techno l o gy,Bao tou 014010,China) Abstract:The triggeri n g c ircu it based on DSP can generate appropriate doub le-pu lse triggeri n g si g-na ls accordi n g to tri g geri n g ange lw hich is supplied by keyboard and synchron izi n g signals.It is dis-played by the crystalcartri d ge tube w it h three-phase bri d ge rectifi e r circuitwh ich is dri v ed by a m pli-f y i n g po w er.The hard w are c ircu it and contro lling soft w are are desi g ned and the contr o l accuracy is ana-lysed i n the paper.The syste m is valuab le and can be used to deve l o p ne w dev ices. Key w ords:DSP;thyristor;triggeri n g circu it 1 现有触发电路的不足及触发电路的现状 以前我院电力电子与调速实验室使用的实验设备采用分离元件锯齿波模拟触发电路,调试时六路触发环节互相影响,要想调试到比较理想的效果比较困难,且存在控制精度较低、对称度较差、受温度影响较大等缺点。为克服这些缺点,先后出现了专用芯片触发电路[1]、单片机触发电路[2-3]、CPLD/ FPGA触发电路[4-5]等多种形式。由于F2812DSP (D i g ital S i g nal Pr ocessor)运行速度快,为便于以后实现矢量控制等快速调速控制系统的数字化,设计以F2812DSP为核心控制器件设计三相晶闸管触发电路。 2 DSP介绍 T M S320F2812数字信号处理器是在F24X的基础上开发的高性能定点芯片,器件上先进的外设结构使得该处理器特别适合电机及其它运动控制应用。其代码和指令与F24Xdsp完全兼容,能够运行F24x开发的代码程序;但F2812采用32bit操作,能大大提高了运算精度和处理能力。其主要特点为: (1)采用高性能的静态C MOS技术,主频最大可以调节到150M I PS(时钟周期6.67ns);(2)丰富的片上存储器;(3)外部存储器扩展接口;(4)时钟和系统控制外设可改变锁相环倍频系数并设有看门狗定时模块;(5)三个32b it CPU定时器;(6)两个事件管理器模块(EVA,EVB)可方便进行信号输出控制; (7)串口通信外设可方便地实现设备联网;(8)56个可独立配置的I/O引脚[6]。 3 触发电路设计 触发电路的作用是利用同步变压器提供的同步信号产生合适的触发信号,根据控制信号控制晶闸管的导通时刻,使三相晶闸管桥输出满足负载要求的电压。该触发电路产生足够精度的触发信号外,还具有触发角显示、过流保护等功能,系统框图(含主回路)如图1所示[7]。 3.1 获取同步信号 对三相桥式整流电路(图2)来说,共阴极组的自然换流点是相电压波形正半周的交点,共阳极组的自然换流点是相电压波形负半周的交点,各交点依次互差60 ,而KP1的自然换流点比A相变正的
晶闸管集成触发电路设计
1.晶闸管对触发脉冲的要求………………………… 2 . 锯齿波移相触发电路原理……………………… 3. KJ006集成触发电路…………………………… 3.1 内部结构…………………………………… 3.2 KJ006集成触发电路的工作原理………… 3.3 分析各管脚波…………………………… 3.4 KJ006典型接线图………………………… 4. 总结:…………………………………………… 4.1 接线………………………………………… 4.2 KJ006各管脚波形………………………… 4.3 触发双向晶闸管电路……………………… 5.设计体会………………………………………… 6. 参考文献…………………………………………
前言 电力电子技术是20世纪后半叶诞生和发展的一门崭新的技术。可以预见，在21世纪电力电子技术仍将以迅猛的速度发展。电力电子器件的发展对电力电子技术的发展起着决定性的作用。 用晶闸管组成的交流电压控制电路，可以方便的调节输出电压有效值。可用于电炉温控、灯光调节、异步电动机的启动和调速等，也可用作调节整流变压器一次侧电压，其二次侧为低压大电流或高压小电流负载常用这种方法。采用这种方法，可使变压器二次侧的整流装置避免采用晶闸管，只需要二极管，而且可控级仅在一侧，从而简化结构，降低成本。交流调压器与常规的交流调压变压器相比，它的体积和重量都要小得多。交流调压器的输出仍是交流电压，它不是正弦波，其谐波分量较大，功率因数也较低 这些毕业生走进企业、公司、政府机构或研究单位之后，往往深刻地感觉到缺乏实际开发设计项目的经验，不善于综合运用所学理论，对知识的把握缺乏融会贯通的能力。 通过这种设计课程，我们一方面可以结合课程的教学内容循序渐进地进行设计方面的实践训练，另一方面，在参与一系列子项目的实践过程中，还能提高如何综合运用所学知识解决实际问题的能力，以及获得有关项目管理和团队合作等等众多方面的具体经验，增强对相关课程具体内容的理解和掌握能力，培养对整体课程知识综合运用和融会贯通能力。 最后，向此次课程设计的指导老师以及在课程设计中帮助、支持我的同学表示衷心的感谢。
双向晶闸管过零检测电路设计 2012年05月18日 10:27 来源：本站整理作者：秩名我要评论(0) 引言 双向可控硅是一种功率半导体器件，也称双向晶闸管，在单片机控制系统中，可作为 功率驱动器件，由于双向可控硅没有反向耐压问题，控制电路简单，因此特别适合做交流 无触点开关使用。双向可控硅接通的一般都是一些功率较大的用电器，且连接在强电网络中，其触发电路的抗干扰问题很重要，通常都是通过光电耦合器将单片机控制系统中的触 发信号加载到可控硅的控制极。为减小驱动功率和可控硅触发时产生的干扰，交流电路双 向可控硅的触发常采用过零触发电路。过零触发是指在电压为零或零附近的瞬间接通。由 于采用过零触发，因此上述电路还需要正弦交流电过零检测电路。 1 过零检测电路 电路设计如图1 所示，为了提高效率，使触发脉冲与交流电压同步，要求每隔半个交 流电的周期输出一个触发脉冲，且触发脉冲电压应大于4V ，脉冲宽度应大于20us.图中 BT 为变压器，TPL521 - 2 为光电耦合器，起隔离作用。当正弦交流电压接近零时，光电 耦合器的两个发光二极管截止，三极管T1基极的偏置电阻电位使之导通，产生负脉冲信号，T1的输出端接到单片机80C51 的外部中断0 的输入引脚，以引起中断。在中断服务子程 序中使用定时器累计移相时间，然后发出双向可控硅的同步触发信号。过零检测电路A、B 两点电压输出波形如图2 所示。
2 过零触发电路 电路如图3 所示，图中MOC3061 为光电耦合双向可控硅驱动器，也属于光电耦合器的一种，用来驱动双向可控硅BCR 并且起到隔离的作用，R6 为触发限流电阻，R7 为BCR 门极电阻，防止误触发，提高抗干扰能力。当单片机80C51 的P1. 0 引脚输出负脉冲信号时T2 导通，MOC3061 导通，触发BCR 导通，接通交流负载。另外，若双向可控硅接感性交流负载时，由于电源电压超前负载电流一个相位角，因此，当负载电流为零时，电源电压为反向电压，加上感性负载自感电动势el 作用，使得双向可控硅承受的电压值远远超过电源电压。虽然双向可控硅反向导通，但容易击穿，故必须使双向可控硅能承受这种反向电压。一般在双向可控硅两极间并联一个RC阻容吸收电路，实现双向可控硅过电压保护，图3 中的C2 、R8 为RC 阻容吸收电路。
可控硅触发电路 摘要：可控硅触发板是通过调整可控硅的导通角来实现电气设备的电压电流功率调整的一种移相型的电力控制器，它的输出触发脉冲具有极高的对称性及稳定性，且不随环境温度变化，使用中不需要对脉冲对称度及限位进行调整。现场调试一般不需要示波器即可完成。目前，正广泛的应用于工业各领域的电压电流调节，适用于电阻性负载、电感性负载、变压器一次侧及各种整流装置等。 关键词：可控硅、导通角、触发板、脉冲控制 一、电路设计方案 电路的最初设想是根据可控硅触发电路的实用性来进行的，其设计方案可分为以下几个步骤： 1、确立可控硅电路设计的整体思路，并根据现在市场上的可控硅电路进行调查，目的是了解它们的优缺点，以便融入到我们的设计中，使设计的电路更加完善。 2、对设计电路进行模块化研究，分别研制出最佳性能。 3、对电路的所有元件参数进行整体设计，并利用仿真软件综合计算出元件的最佳参数值 4、对整个设计电路进行安装和调试，截止完成整体设计方案。 二、电路原理
可控硅触发电路是用YC移相式触发板的同步信号VTB，取自于与主回路电源同步的交流电源输入端（无相位要求）。当移相控制电压Vc由0～5V变化时，移相触发板输出的触发脉冲Vo的起始点后移，使可控硅的触发角α从0°～180°变化，导通角从180°～0°变化，从而实现了对负载进行交流调压的目的。并以镍铬、铁铬铝、远红外发热元件及硅钼棒、硅碳棒等为加热元件的温度控制；以单结晶体管构成晶闸管触发电路，盐浴炉、工频感应炉、淬火炉、熔融玻璃的温度加热控制。用整流变压器、调功机（纯电感线圈）、电炉变压器一次侧、直流电机控制，并且采用单相电焊机、电阻焊机、点焊机控制等各种调场合和单相风机水泵调速节能控制，电压、电流、功率、灯光等无级平滑调节。 三、电路模块功能 1、稳压源电路 在电路设计中设计一个可供整个电路供电的稳压电压源是相当重要的，他可以说是整个电路的核心部分。而本次试验的电路也设计了一个稳压电源电路，它是利用整流桥实现的全波整流电路和良好的稳压电路。具体原理图如下所示： R15 2、脉冲触发及放大电路 脉冲触发电路用于完成对输出波形的控制，放大电路用于完成对信号的放大其电路原理图如下所示:
触发器是构成时序逻辑电路的基本单元，触发器按逻辑功能分为RS触发器、JK触发器、D触发器、T触发器和T′触发器等多种类型；按其电路结构分为主从型触发器和维持阻塞型触发器等。 1．JK触发器 （1）JK触发器符号及功能 JK触发器有两个稳定状态：一个状态是Q＝1，Q=0，称触发器处于“1”态，也叫置位状态；另一个状态是Q＝0，Q＝1，称触发器处于“0”态，也叫复位状态。JK触发器具有“置0”、“置1”、保持和翻转功能，符号如图l所示。 反映JK触发器的Q n和Q n、J、K之间的逻辑关系的状态表见表1。状态表中，Qn表示时钟脉冲来到之前触发器的输出状态，称为现态，Q n+1表示时钟脉冲来到之后的状态，称为次态。
图l JK触发器符号表1 JK触发器的状态表 JK触发器的特性方程为 JK触发器的种类很多，有双JK触发器74LS107，双JK触发器74LS114，741S112，74HC73，74HCT73等，有下降沿触发的，也有上升沿触发的。图l所示的JK触发器是下降沿触发的。
（2）双JK触发器74LS76 74LS76是有预置和清零功能的双JK触发器，引脚如图2所示，有16个引脚。功能表见表2，74LS76是下降沿触发的。 图2 74LS76引脚图表 2 74LS76的功能表 ①当R D＝0，S D＝1时
不论CP，J，K如何变化，触发器的输出为零，即触发器为“0”态。由于清零与CP脉冲无关，所以称为异步清零。 ②当R D＝1，S D＝0时 不论CP，J，K如何变化，触发器可实现异步置数，即触发器处于“1”态。 ③当R D＝1，S D＝1时 只有在CP脉冲下降沿到来时，根据J，Κ端的取值决定触发器的状态，如无CP脉冲下降沿到来，无论有无输人数据信号，触发器保持原状态不变。 2．D触发器 （1）D触发器符号及功能 D触发器具有置“0”和置“1”功能，其逻辑符号如图3所示，其逻辑功能为：在CP上升沿到来时，若D＝I，则触发器置1；若D＝0，则触发器置0，D触发器的特性方程为 D触发器的状态表见表3
晶闸管对触发电路的要求 触发脉冲的作用 各种电力电子器件的门极或控制极的控制电路都应提供符合一定要求的触发脉冲。对于晶闸管的触发脉冲来说，其主要作用是决定晶闸管的导通时刻，同时还应提供相应的门极触发电压和门极触发电流。 触发脉冲除了包括脉冲的电压和电流参数外，还应有脉冲的陡度和后沿波形，脉冲的相序和相角以及与主电路的同步关系，同时还须考虑门控电路与主电路的绝缘隔离问题和抗干扰、防止误触发问题。由于晶闸管是半控型器件，管子导通后即失去控制作用，为了减少门极损耗，故门极输出不用直流而用单脉冲或双脉冲，有时还采用由许多单脉冲组成的脉冲列，以代替宽脉冲。 触发脉冲参数要求 触发脉冲的主要参数有触发电流、脉冲宽度等，具体要求如下： (1)触发电流--晶闸管是电流控制型器件，只有在门极里注入一定幅值的触发电流时才能触发导通。由于晶闸管伏安特性的分散性，以及触发电压和触发电流随温度变化的特性，所以触发电路所提供的触发电压和触发电流应大于产品目录所提供的可触发电压和可触发电流，从而保证晶闸管的可靠触发，但不得超过规定的门极最大允许触发电压和最大允许触发电流。实际触发电流可整定为
3～5倍的额定触发电流。 (2)触发脉冲宽度--触发脉冲的宽度应能保证使晶闸管的阳极电流上升到大于擎住电流。由于晶闸管的开通过程只有几微秒，但并不意味着几微秒后它已能维持导通。若在触发脉冲消失时，阳极电流仍小于擎住电流，晶闸管将不能维持导通而关断。因此对脉冲宽度有一定要求，它和变流装置的负载性质及主电路的形式有关。 (3)强触发脉冲--触发脉冲前沿越陡，越有利于并联或串联晶闸管的同时触发导通。因此在有并联或串联晶闸管时，要求触发脉冲前沿陡度大于或等于10V/uS，通常采取强触发脉冲的形式。另外，强触发脉冲还可以提高晶闸管承受di/dt的能力。 (4)触发功率--触发脉冲要有足够的输出功率，并能方便地获得多个输出脉冲，每相中多个脉冲的前沿陡度不要相差太大。为了获得足够的触发功率，在门极控制电路中通常需要功率放大电路。 触发脉冲形式要求 在晶闸管的触发电路中，除了对触发脉冲的具体参数有所要求外，还对触发脉冲的形式有下列要求： (1)正向脉冲--晶闸管的触发电路必须保证加在晶闸管的门极上是一个对阴极为正电压的触发脉冲。 (2)脉冲形式--触发脉冲在形式上有宽脉冲、窄脉冲、脉冲列等多种，一般为了减小损耗采取窄脉冲或双窄脉冲的形式。有时也
设计研究 闭环控制晶闸管数字触发电路设计X 黄河,刘霞,车育生 (空军工程大学电讯工程学院基础部,陕西西安710077) 摘要:用单片机组成晶闸管数字触发器,并结合PID调节技术,对晶闸管变流、调压装置进行闭环控制,实现输出电流、电压无差调节。叙述了其控制过程,给出了实际触发器电路;此触发器实时控制精度高,具有较理想的动态性能,是一种理想的控制电路。 关键词:晶闸管;数字触发器;PID闭环控制 中图分类号:TN344文献标识码:A文章编号:1003-4250(2001)-01-0001-03 在晶闸管变流、调压装置中,使用一般的分立或集成触发器,硬件电路复杂、元件易老化、调试困难、存在温度漂移和抗干扰能力差等缺点。用M CS-51系列单片机组成数字触发器,硬件电路简单、实时控制精度高、输出触发脉冲安全可靠、对称性好,克服了模拟式触发器的缺点。将数字触发装置与PID 调节技术相结合,对晶闸管变流、稳压装置进行闭环控制,能充分发挥M CS-51单片机的高速数据处理和计算能力,对电源输出电压或电流进行闭环控制,实现无差调节,得到高性能的变流、调压装置。 1硬件电路设计 硬件电路由单片机8031,模数转换器ADC0809,电流、电压设定电路,电流、电压反馈电路,触发脉冲形成及驱动电路组成,电路如图1所示。8031与2764连接,构成8KLEPROM外部程序存储器,2764低8位地址由8031的P0输出,送地址锁存器74LS373锁存,高五位地址由P2口中P2.4-P2.0输出,合并提供13位地址,实现8K范围寻址;片选信号CE接地,OE接8031的PSEN。开关K接于P216与地之间,用于系统控制模式选择,K 闭合P216为/00,系统处于闭环电流控制模式;K断开P216为/10,系统处于闭环电压控制模式。电流、电压给定值由W1、W2设定在0~5V之间,设定值经ADC0809的IN0、IN1通道输入;反馈电流、电压分别由互感器和输出取样电阻取出,经整流滤波得到0~5V变化的电压值,经ADC0809的IN2、IN3通道输入。通道IN0~IN3的选择由ADC0809的A、B、C端子来决定;ADC0809时钟由8031的ALE 信号经二分频得到;OE、STAR、ALE端控制信号分别由8031的RD WR和线选信号P2.7得到,转换结束EOC接到8031的P312,作为中断请求信号INT0。脉冲形成电路由外部锁相环和微处理器内部定时器组成。系统闭环控制过程为:8031从外部程序存储器读取指令,根据所选定模式,控制ADC 0809读取电流(或电压)设定值和反馈值,进行比较和计算处理后,确定偏差和延时时间常数。再由100H z同步信号启动定时/计数器CT1,CT1计满溢出时,输出移相脉冲,把输出电流(或电压)调整到设 定值上。从而实现闭环控制。 图1电路框图 1 2001年第1期移动电源与车辆 X收稿日期:2000-11-03 作者简介:黄河(1965-),男,湖南人,讲师,从事军用电子电源工作。