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第五章晶闸管相控触发电路1PPT课件

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晶闸管相控整流电路

晶闸管相控整流电路
整流电路中二极管损坏、电容 器漏电或电阻器阻值异常，导 致输出电压异常。
电源故障
输入电源缺相、电压过高或过 低，影响整流电路的正常运行
。
பைடு நூலகம்
故障诊断方法与步骤
外观检查
观察整流电路的外观，检查是否有明显的烧 毁、断裂等故障现象。
电阻测量
使用万用表测量整流电路中各元件的电阻值， 判断是否正常。
电压测量
测量整流电路的输入和输出电压，判断是否 在正常范围内。
的电压和电流。
电路优化方法
降低损耗 选择低阻抗的元件，以减小电路的导通电阻和漏电流。 采用合理的散热设计，确保元件温度不超过额定范围。
电路优化方法
提高效率
1
2
优化电路布局，减小线路损耗。
3
选择适当的触发延迟角，以平衡输出电压和电流， 提高转换效率。
电路优化方法
01
增强稳定性
02
加入适当的反馈控制，如电压反馈或电流反馈，以提高电 路的稳定性。
稳定性
确保电路在各种工况下都能稳定运行 。
设计原则与步骤
• 可靠性：选用可靠的元件，确保电路的长 期稳定运行。
设计原则与步骤
1. 明确设计要求
确定输出电压、电流的规格以及电路 的效率要求。
2. 选择合适的元件
根据设计要求选择合适的晶闸管、二 极管、电容、电感等元件。
设计原则与步骤
3. 设计主电路
03
优化元件参数匹配，减小参数失配对电路稳定性的影响。
06
晶闸管相控整流电路的 故障诊断与维护
常见故障类型与原因
晶闸管损坏
由于电流过大、电压过高或散 热不良等原因，导致晶闸管烧
毁或击穿。
触发电路故障

《晶闸管整流电路》课件

《晶闸管整流电路》课件
实验设备 晶闸管整流电路实验箱
电源
实验设备与测试方法
示波器 万用表
测试方法
实验设备与测试方法
使用示波器观察整流电路的输出波形
记录实验数据和波形，以便后续分析
使用万用表测量各点的电压和电流值
调试步骤与注意事项
调试步骤 1. 检查实验设备是否完好，确保电源、导线等正常工作。
2. 根据实验要求连接电路，确保连接正确无误。
启动条件
需要满足一定的电压和电 流条件，以确保晶闸管能 够正常启动。
正常工作过程
电流流向
工作状态
在正常工作状态下，电流从阳极流向 阴极，同时维持一定的电压和电流值 。
晶闸管整流电路处于稳态工作状态时 ，各参数保持恒定，系统稳定运行。
控制方式
通过调节触发信号的相位角，可以控 制输出电压和电流的大小，从而实现 整流功能。
2. 总结实验中的问题和不足之处，提出改进措施 。
THANKS.
电感器
总结词：特性
详细描述：电感器是一种储能元件，具有隔交通直的特 性。在整流电路中，它能够有效地将交流分量转化为磁 场能储存起来并在需要时释放出来。
03
晶闸管整流电路的
工作过程
启动过程
启动方式
通过在阳极和阴极之间施 加正向电压，使晶闸管从 截止状态进入导通状态。
触发信号
在启动过程中，需要施加 一个触发信号，使晶闸管 内部的电子发生跃迁，从 而导通电流。
设计原则与步骤
电路仿真
利用仿真软件对设计的电路进行模拟，验证其性能和可 靠性。
优化改进
根据仿真结果，对电路进行优化和改进，提高其性能和 可靠性。
元件选择与参数计算
1 2
元件选择
根据电路的工作环境和性能要求，选择合适的元 件型号和规格。

晶闸管触发电路

晶闸管触发电路
晶闸管触发电路
•1.1 单结晶体管
单结晶体管又叫双基极二极管，是具有一个PN结的三 端负阻器件。 单结晶体管触发电路结构简单，输出脉 冲前沿陡峭，抗干扰能力强，运行可靠，调试方便，广 泛应用与小容量晶闸管触发控制。
1.单结晶体管的结构ຫໍສະໝຸດ 等效电路在一个低掺杂的N型硅棒上利 用扩散工艺形成一个高掺杂P 区，在P区与N区接触面形成 PN 结 ， 就 构 成 单 结 晶 体 管 (UJT)。其结构如图 (a)所示，
当Ueb1增大，使PN结正向电压大于开启电压时，则IE变为正向电流，从 发射极e流向基极b1,此时，空穴浓度很高的P区向电子浓度很低的硅棒的A— b1区注入非平衡少子；由于半导体材料的电阻与其载流子的浓度紧密相关， 注入的载流子使rb1减小；而且rb1的减小，使其压降减小，导致PN结正向电 压增大，IE随之增大，注入的载流子将更多，于是rb1进一步减小；当IE增大 到一定程度时，二极管的导通电压将变化不大，此时UEB1。将因rb1的减小而 减小，表现出负阻特性。
P型半导体引出的电极为发射极E； N型半导体的两端引出两个电极， 分别为基极B1和基极B2，B1和B2 之间的N型区域可以等效为一个纯 电阻，即基区电阻RBB。该电阻的 阻值随着发射极电流的变化而改 变。单结晶体管因有两个基极， 故也称为双基极晶体管。其符号 如图(b)所示。
单结晶体管的等效电路如图(c)所 示，发射极所接P区与N型硅棒 形成的PN结等效为二极管D；N
型硅棒因掺杂浓度很低而呈现高 电阻，二极管阴极与基极B2之间 的 等 效 电 阻 为 RB2 ， 二 极 管 阴 极 与基极B1之间的等效电阻为RB1； RB1的阻值受E-B1间电压的控制， 所以等效为可变电阻。
2、工作原理和特性曲线
当e-b1电压Ueb1为零或(Ueb1< UA)时，二极管承受反向电压，发射极的电 流Ie为二极管的反向电流，记作IEO。

晶闸管教材 ppt课件

晶闸管教材 ppt课件
晶闸管教材
1.认识晶闸管的符号 2.了解晶闸管的特性 3.理解晶闸管的运用
2021/2/5

1
复习 二极管
二极管图形符号：
箭头方向表示二 极管正向导通时
电流的方向
用逆止水阀门比喻二极管示意图 （a）正向水流顶开阀门 （b）反向水流压紧阀门
文字符号：VD
2021/2/5
在0.3～0.9之间。 单结晶体管的导通条件是：
单结晶体管等 效电路
UE﹥η UBB + UD (UD为PN结的正向压降)
结论：只要改变UE的大小，就可以控制单结晶体管 的导通与截至。从而获得从RB1输出的脉冲电压。
2021/2/5

22
补充学习二
单结晶体管触发电路
2021/2/5

18
1.5.5 晶闸管的使用注意事项
1、选用晶闸管的额定电压时，应参考实际工作条件下的峰值电 压的大小，并留出一定的余量。
2、选用晶闸管的额定流时，除了考虑通过元件的平均电流外， 还应注意正常工作时导通角的大小、散热通风条件等因素。在工作 中还应注意管壳温度不超过相应电流下的允许值。
15
1.5.4 晶闸管的主要技术参数
1．正向峰值电压（断态重复峰值电压）UDRM 在门控极断路、晶闸管处在正向阻断状态下，且管子
结温为额定值时，允许“重复”加在晶闸管上的正向峰
值电压。而所谓的“重复”是指这个大小的电压重复施
加时晶闸管不会损坏。此参数取正向转折电压的80％，
即UDRM＝0.8 UDSM。普通晶闸管的UDRM的规格从100V到 3000V 分 多 挡 ， 其 中 100V~1000V 每 100V 一 挡 ；
从导通 到关断
1、阳极电位低于阴极电位 2、阳极电流小于维持电流

晶闸管相控触发电路重点解析

晶闸管相控触发电路重点解析

E
VW 1
VD 1
R3
C2
C1
R2
V1
ub
R1
脉冲变压器输出的典型电路
i1 i2
W 1
W2
若脉宽τ内，磁路不饱和，则： dB dB Q u1 = E = W1 A ∴ 为常数 dt dt 则u2为恒值，从而可把矩形电压传输到二次侧。
dB 减小，u2减小。 dt 0 当磁路完全饱和时，u2＝ ，流过V1的电流 若脉宽τ内，磁路饱和，则
GT
一.晶闸管的门极伏安特性 晶闸管的门极伏安特性
IGD
J
UGD
C 门极触发电流IGT：指在规定的环境温度和阳极与阴极间
加一定正向电压的条件下，使晶闸管从阻断状态到导通
0
UGT
(b)
状态所需要的最小门极直流电流。一般为几十到几百毫安。
门极触发电压UGT：指与门极触发电流相对应的门极直流电压， 一般为V ~ 5V 1
uk π 2Usym
α
2 uk = －Usym时，α＝π。通过对uk的限幅，可以实现最小控制角
αmin 和最小逆变角βmin的限制。但不能实现对输出电压Ud的
线性控制。
线性垂直移相控制方法 原理框图及波形图
5.2 控制角的移相控制方法
2.余弦交点移相控制方法： 即移相信号电压usy在移相范围内余弦变化。 余弦交点移相控制方法： 余弦交点移相控制方法
0
−Usym
π π
2
α
uk Usym
当uk = Usym时，α＝ ；uk = 0时，α＝ ；uk =－Usym时，α＝π。 0 2 通过对uk的限幅，可以实现最小控制角αmin 和最小逆变角βmin的限制。
π

晶闸管电路经典最新版PPT

晶闸管电路经典最新版PPT
正弦半波电流的有效值
触9U发(1电+c或路os和)主反/2电RL路电的电压压波形，管子始终导通。注：此处“反电压”错误。
3）要使晶闸管阻断(截止), 必须切断阳极电源或使阳极
型号及其含义（国产晶闸管）
负载电压平均值为半波时的一倍
3）要使晶闸管阻断(截止), 45U, 晶闸管全导通
u+ T1 RL D2 u–
1) 可在高温下工作；（室温） 2) 加正向导通压降（0.8 ~ 1）V； 3) 反向电压就截止，加正向电压就导通； 4) 额定值可达200A和400V，或更高。
注：它相当于一只开关。
9.2 可控整流电路
半波可控整流电路
半控桥式整流电路
可控
半波可控整流电路
一般为几十mA ~ 一百多mA，其数值与温度成反比，如： 2) 采用交流电源； IC1与IG一起进入T2的基极后再次放大。 2) 当uC=uP, 减小，当IE为0，RB1为几千欧，当IE为20mA左右， 顺向：G “+”,K “-” 当UE=UP时，单结晶体管导通， 2) 在控制极G与阴极K之间加正向电压， 当阳极电压高于转折电压时，元件导通，但这种导通方法 UD为二极管正向压降，约0. 实际上主电路与触发电路只要接在同一电网上可保持同相 晶闸管导通，可以通过很大的电流，而管压降 u– T2 RL D1 u+ 2) 在控制极G与阴极K之间加正向电压， 当 t= t1~ 时(含 t1点)， 因有两个基极，单结晶体管又称 特性与二极管相似，有很小的反 第二基极与发射极之间的电阻为RB2，数值恒定。
较晶闸管（≈1V）小； 3) 基极电流消失或反偏时，晶体管立即截
止（不存在关断问题）； 4) 允许的电流变化率低； 5) 处于导通状态，基极电路功率损耗大； 6) 体积更小，价格更低（比晶闸管）。 达林顿晶体管（200A，500V） 注：复合管，正向导通压降↑，功率损耗↑。

第五章 晶闸管触发电路


的结构和触发脉冲信号波形均有一定的要求。
一 、 晶闸管对触发电路的要求
1. 触发脉冲应有足够的幅度 触发脉冲幅度太低, 晶闸管因门极触发电压幅度不够而不能触发导通, 触 发电压大小应根据晶闸管门极参数确定, 1000A以下晶 闸管,门极正向峰值电压在6～16V之间,门极不触发电 压小于等于4V。
2. 触发脉冲应有足够的宽度 触发脉冲应保证晶 闸管阳极电流Ia 上升到大于擎住电流IL 时才能消失,否 则,晶闸管不能导通,一般晶闸管要求脉冲宽度τ ＞180 , 全控桥脉冲宽度为 600＜τ ＜1200 。电感性负载一般 要求宽脉冲触发。
U e U bb∶
VD反偏、截止
U bb U D U e U∶ VD正偏、但<UD，仍截止 bb
U e U bb U D∶
VD正偏、导通
, 阻值
P 区空穴 N 区 , 使 N 区载流子增加
R b 1 U
A
U bb PN 结正偏 I e
1 C2
I 1c t
同步电压Us（UT）用来控制V2 管的工作状态,V2管截止时,形成锯齿 波的上升段,V2管导通时,形成锯齿波 的下降段。锯齿波的上升斜率由V1构 成的恒流源的充电时间常数τ = （R3+ RP2 ）C2来确定,因此， RP2是 用来调节锯齿波斜率的。下降斜率则 由V2导通时放电回路的时间常数 τ =R4C2来确定。锯齿波的底部宽度 由电阻电容R1C1的大小来确定。锯齿 波触发电路的各点波形如图5-3所示。 锯齿波电压经射极输出器V3输出得到 的是单极性的锯齿波,它与偏移电压 Up并联,就得到了有交点的正负变化 的锯齿波。采用射极输出器是为了减 小各信号电压之间的相互影响。
Uc= 0

《晶闸管的触发电路》幻灯片

《晶闸管的触发电路》幻 灯片
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第五章 晶闸管的触发电路
➢ 相控电路
晶闸管可控整流电路，通过控制触发角a的大小
即控制触发脉冲起始相位来控制输出电压大小。
➢ 相控电路的驱动控制
为保证相控电路的正常工作，很重要的一点是应
保证按触发角a的大小在正确的时刻向电路中的晶
闸管施加有效的触发脉冲。 晶闸管相控电路，习惯称为触发电路。
第一节 单结晶体管触发电路
对于触发电路通常有如下要求： 触发电路输出的脉冲必须具有足够的功率 触发脉冲必须与晶闸管的主电压保持同步 触发脉冲能满足主电路移相范围的要求 触发脉冲要具有一定的宽度，前沿要陡
第二节 同步电压为锯齿波的触发电路
晶闸管的电流容量越大，要求的触发功率越大。 对于大中电流容量的晶闸管，为了保证其触发 脉冲具有足够的功率，往往采用由晶体管组成 的触发电路。
晶体管触发电路按同步电压的形式不同，分为 正弦波和锯齿波两种。
同步电压为锯齿波的触发电路，不受电网波动 和波形畸变的影响，移相范围宽，应用广泛。
5.2 同步电压为锯齿波的触发电路
输出可为双窄脉冲〔适用于有两个晶闸管同时导通的电路〕， 也可为单窄脉冲。 三个根本环节：脉冲的形成与放大、锯齿波的形成和脉冲移相、 同步环节。此外，还有强触发和双窄脉冲形成环节。
图5-7 同步电压为锯齿波的触发电路
5.2 同步电压为锯齿波的触发电路
R1 5
1) 脉冲形成环节
5.1 单结晶体管触发电路

晶闸管1PPT课件


URSM
I
IH
UDRM
第11页/共91页
U U 正向转折
DSM 电压
(10-11)
2. URRM：反向重复峰值电压
控制极断路时，可以重复作用在晶闸管上的反向重复电压。一般取URRM = 80% URSM。普通晶闸管URRM为100V--3000V）
反向击穿电压
URSM
URRM
I
IH
U
U UDRM
DSM
G P2
晶闸管自动导通。正常工作时， UAK 应小于UDSM 。
N2
UDSM：断态不重复峰值电压，又称正向
K
转折电压。
若在G和K间加正向电压：UGK 越大，则UDSM 越小。
UGK 足够大时，正向特性与二极管的正向特性类似。
第9页/共91页
(10-9)
反向特性： 在阳极和阴极间加反向电压。
A
这时PN结P1N1、P2N2 反向偏置，
35
I'TAV
1.57
22.3 A
22.3 ×1.5 = 33.5 (A)
UDRM URRM 1.5110 2 = 233(V)
可选用额定值为：300V 、50A 的晶闸管
第29页/共91页
(10-29)
二、电感性负载
1. 电路及工作原理
设u1为 正弦波
u1
G
A
K
uT
u2 D
uL R
L
u2正半周时晶闸管导通，u2过零后，由于电 感反电动势的存在，晶闸管在一定时间内仍维 持导通，失去单向导电作用。
DSM 电压
(10-14)
4. UTAV ：通态平均电压 管压降。在规定的条件下，通过正弦半波平均电流时，晶闸管阳、 阴两 极间的电压平均值。一般为1V左右。

晶闸管相控触发电路(1)幻灯片PPT


生和负载所需电压相
适应的相位控制信号。
移相 同步信号 控制电路
反馈信号
同步电路：获得与
交流源同步的正弦交
相 位 控制电路
控制信号
给定信号
流信号,确定各元件自 然换相点和移相范围。
移相控制电路：由相位控制信号和同步信号结合，产生移相 脉冲信号。
驱动电路：移相脉冲信号进行整形处理,产生所需的触发脉冲信号。
门 极 触 发 电 压 U G T： 指 与 门 极 触 发 电 流 C 相 对 应 的 门 极 直 流 电 压 ， U G T 一 般 为 1 V~5V
二.对相控触发电路的基本要求
(1)触发电路的触发信号必须在晶闸管门极伏安特性的可靠触发区。 同时要求脉冲功率不超过允许瞬时最大功率限制线和平均功率限制线。
(4)触发脉冲与主电路电源电压必须同步，并保持与工作状态相适应的相 位关系。
晶闸管相控触发电路(1)幻 灯片PPT
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逆变产生的条件
➢从上述分析中，可以归纳出产生逆变的条件：
同时有隔离电路：通常采用脉冲变压器，光电耦合器和光导纤维。
3.8.1 对相控触发电路的基本要求
IG A
I GFM
DE
一.晶闸管的门极伏安特性
K
G 图(a)为门极伏安特性区域，0D为低阻特性，
3
0G为高阻特性。图(b)为图(a)中0ABC0的放
A
大图形。
2K
PG M 1 5W
0HIJ0区域为不触发区：当晶闸管门极
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usy为移相信号电uk压 为， 控制电压
由V1构成一个比 usy与 较 uk接 器于 V ， 1基极，进行U比较。
假定 V1为理想元R件 1 R， 2 且
u 当usyuk 0时， V1截止，C经 电 R3,容 VD 2充电，sy
电容电压极性 负为 ；左正右
uk
R1 R3
R 当 usyuk＝ 0时V ， 1由截止变为由 A 饱 点和 输导 出通 一， 负脉冲2。
电源
变流电路
触发信号
负载
控制电路：综合系统信息 进行处理，产生负载所需 电压的控制电压。
同步电路 驱动电路
Байду номын сангаас
反馈信号
同步电路：获得与交流电源 同步的正弦交流信号,确定各 元件自然换相点和移相范围
驱动电路：移相脉冲信号
移相 同步信号 控制电路
进行整形处理,产生所需
控制电路
的触发脉冲信号。
相位
控制信号
给定信号 移相控制电路：由相位控
第五章 晶闸管相控触发电路
• 本章要点 1. 对相控触发电路的基本要求 2. 控制角的三种移相控制方法 3. 同步方式及输出 4. 分立元件移相触发电路 5. 集成化移相触发器
变流电路控制框图
• 变流电路从换流方式来分，有电网换流和非电网换流之分：前者用 相位控制触发电路，后者常用周期性逻辑器件控制触发电路。在实 际中，对输出的控制常采用相位控制方式。
IG
前沿的电流上1升 A率 s 大于
t1 t2
t3
t
• (4)触发脉冲与主电路电源电压必须同步，并保持与工作状态 相适应的相位关系。
• (5)触发电路应保证变流电路各元件触发脉冲的对称性。
• (6)相控触发电路应采取电磁兼容技术措施，防止因各方面的 电磁干扰而出现失控。
延时移相控制方法
• 晶闸管相控触发电路中，实现触发脉冲随控制信号变化作相位移动的控制 为移相控制。
同时有隔离电路：通常采用脉冲变压器，光电耦合器和
制信号和同步信号结合， 产生移相脉冲信号。
光导纤维。
晶闸管的门极伏安特性
• 0HIJ0区域为不触发区：当晶闸
IG A
管门极施加的触发电压，电流在 I G F M
DE
该范围内时，任何合格的晶闸管
元件都不会被触发，从而确定了
3
晶闸管的抗干扰性能。 • ABCJIHA区域为不可靠触发区：
• 延时移相控制方法由同步环节提供自然换相点，再由自然换相点开始计时， 以控制角对应的延时时间确定触发脉冲产生的时刻。
U R C
当 t0时， uC0，零初始条 RC 电 件路 下响 的
则uC
t
U(1eR
C )
令 t时uC ， U G ,代入上 U G式 U (1e得 _R)C：
uC
求得 ： ClR n1 (UG)
2K
PGM 1 5W
当晶闸管门极施加的触发电压，
电流在该区域时，有的晶闸管可
1
F
•
以触发开通，有的则不能触发开 通。因此，触发电路产生的触发 信号也不应该落在该区域中。
ADEFGCBA区域为可靠触发区：
IGT
0
IGT
A
2
A
BC
4 U GT 6 (a )
L
G
8
U U G F M
G
V
B
当晶闸管门极施加的触发电压， 电流在该范围时，所有合格元件
• 晶闸管的门极触发电流和触发电压受温度影响较大， 元件标明的数据是在室温下测得的数据。额定结温 下的门极触发电流仅为室温时的三分之一左右；零 下40度低温下的门极触发电流则可达到室温时的 1.5~2倍。因此，在设计触发电路时应予以注意。
对相控触发电路的基本要求
• (1)触发电路的触发信号必须在晶闸管门极伏安特性的可靠触 发区。同时要求脉冲功率不超过允许瞬时最大功率限制线和 平均功率限制线。
对相控触发电路的基本要求
采用强触发脉冲的目的是：
I
缩小晶闸管管间开通时间的差异，
IGM
有利于动态均流和均压。
t1为前沿时t2为 间强 ；脉冲宽 t3为度脉；冲持续时间；
IGM为强触发脉冲触 幅发 值电 ， IG的 流 是5倍左右。 大容量晶闸管电 门流 极要 触求 发脉冲 1A峰 ~1.5值 A以 在上 0 ，
u
，使
p
u
sy
恰好在
2
处过零，则
uk
usy uk 0, uo 1
usy uk 0, uo 0
由图us知 yU ： sym 2U sy m
uk 0 uk 0 uk 0
2
2
2
uh
0
u sy
U sym
当usy uk时，产生一对应 角于 的控 脉制 冲，
IGD
H
I J
C
均能可靠触发开通，则可以保证
0
合格元件的通用性。
U GD
U GT
(b )
晶闸管的门极定额
• 门极触发电流IGT：指在规定的环境温度和阳极与阴 极间加一定正向电压的条件下，使晶闸管从阻断状 态到导通状态所需要的最小门极直流电流，一般为 几十到几百毫安。
• 门极触发电压UGT：指与门极触发电流相对应的门极 直流电压，一般为1V~5V。
• (2)触发脉冲应具有一定的宽度，触发脉冲消失前，阳极电流 应能上升至掣住电流，保证晶闸管可靠开通。通常晶闸管开 通需要6μs以上，应有足够的裕量。在实际应用中，电阻性负 载脉冲宽度应有20 μs~50 μs；电感性负载最好不小于100 μs， 一般取1ms。脉冲的前沿要尽可能陡。
• (3)触发脉冲应满足晶闸管电路的工作要求。对于三相桥式全 控变流电路，应采用脉冲宽度大于60O的宽脉冲或双窄脉冲， 也可以用脉冲列组成宽脉冲或双窄脉冲，脉冲列的频率为 7kHz左右。对于并联晶闸管的大电流变流装置及串联晶闸管 的高电压变流装置，应采用强触发脉冲。采用强触发脉冲的 目的是：缩小晶闸管管间开通时间的差异，有利于动态均流 和均压。
U
由上式U 可 ,U G 为 知定 ： 值 当 与 R为 时线 ，性关R 系 便， 可改 调变 节 ；电 控 当 U G,R为定值时压 ， U 也 改可 变调 电 节 ， 源 与 控 U 电 为制 非角 线性关系 通常采用控 可制 变 。 角 电阻调节
垂直移相控制方法
• 应用条件是具有一个与主电路同步、在移相范围内单调变化的周期性移相 信号电压usy。
V D1
对应于一个稳 态定 ， uk应 工为 作定 状值。 改变 uk,就可以改变产 时生 刻脉 ，冲 起的 到移 用相 。控制作
CA
V1 VD2
线性垂直移相控制方法
• 移相信号电压usy在移相范围内线性变化。
uuhp： ：锯 负齿 偏波 移信 电号 压 usyuhup
uh up
uk：控制信号
调整