專利名稱：大中功率可控硅觸發(fā)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電脈沖產(chǎn)生電路，尤其涉及一種大中功率可控硅觸發(fā)電路。
可控硅電路種類繁多，其工作方式差異很大，對可控硅觸發(fā)電路有不同要求，事實上，現(xiàn)有的各種可控硅觸發(fā)電路都有一定的適用范圍。
本發(fā)明的目的在于提供一種新型的大中功率可控硅觸發(fā)電路，它主要適用于大中功率可控硅交流調(diào)壓電路。
本發(fā)明為一個有一對輸入端A、B，兩對輸出端g1、k1和g2、k2的六端網(wǎng)絡(luò)。它由同步移相電路1、脈沖形成部件2、脈沖放大電路3和脈沖輸出部件4組成。它實質(zhì)上是對同步信號為正弦波的阻容移相觸發(fā)電路的進一步改進。為適應(yīng)觸發(fā)大中功率可控硅的要求，采用雙向可控硅器件組成脈沖放大電路，將觸發(fā)脈沖放大為強電流脈沖。
同步移相電路1由負載ZH、電位器W、電阻R1和電容器C串聯(lián)后跨接在輸入端A、B與電源電壓UE連接，即負載ZH的一端接輸入端A，另一端接電位器W，它們之間的連接點為M，電位器W的另一端接電阻R1，電阻R1的另一端接電容器C，它們之間的連接點為N，電容器C的另一端接輸入端B，電容器C的兩端N、B為同步移相電路1的輸出端。本發(fā)明不需要采用同步變壓器，電源電壓UE為電路的同步電壓，從電源電壓UE過零點開始，該同步電壓經(jīng)負載ZH、電位器W與電阻R1按指數(shù)規(guī)律對電容器C充電。充電速度主要與電位器W、電阻R1的阻值之和與電容器C的容量乘積有關(guān)，因為負載ZH和電阻R1的阻值接近，都遠小于電位器W的阻值。改變電位器W的阻值，就改變了對電容器C的充電速度，從而，使觸發(fā)脈沖移相。觸發(fā)脈沖寬度最好為20-50μS，要實現(xiàn)可靠觸發(fā)，電容量C的容量應(yīng)為0.05-1μf，電阻R1的取值是避免電位器W阻值為零時出現(xiàn)大電流沖擊電容器C，電位器W的阻值相應(yīng)為50KΩ-1MΩ。若電容器C的容量大，則電位器W的阻值應(yīng)相應(yīng)小些，反之亦然。
脈沖形成部件2為一只雙向二極管DS，其一端接同步移相電路1中電阻R1與電容器C之間的連接點，即它的一個輸出端N，另一端接脈沖放大部件2的輸入端。本發(fā)明是利用雙向二極管DS的負阻特性以形成脈沖信號。雙向二極管DS的兩端電壓同電容器C的兩端電壓UC，當電容器C的端電壓UC充電上升達到雙向二極管DS的轉(zhuǎn)折電壓UBO時，雙向二極管DS由截止轉(zhuǎn)向?qū)?，電容器C隨之快速放電，從而形成脈沖信號。在電源電壓UE一個半波期內(nèi)，電源電壓UE向電容器C充電上升達到雙向二極管DS的轉(zhuǎn)折電壓UBO所需時間，可以反映本發(fā)明同步移相電路1的移相范圍。假設(shè)電源電壓UE為220V，其峰值電壓UM為2202]]>V，而雙向二極管DS的最大轉(zhuǎn)折電壓UBO為40V，通過計算，可以求出移相范圍α2-α1＝172.6°-7.4°≈165°。能滿足實際電路的要求。
脈沖放大電路3由二極管D1、電阻R2、雙向可控硅KS和二極管D2串聯(lián)組成。二極管D1的陽極接負載ZH與電位器W之間的連接點M，即經(jīng)負載ZH、輸入端A接電源電壓UE，而陰極接電阻R2的一端，電阻R2的另一端接雙向可控硅KS的第一電極T1，雙向可控硅KS的第二電極T2接二極管D2的陰極，二極管D2的陽極接輸入端B，雙向可控硅KS的門極G接脈沖形成部件2的輸出端。脈沖形成部件2形成的脈沖進入雙向可控硅KS的門極G，雙向可控硅KS導(dǎo)通，在電源電壓UE正半波時，二極管D1導(dǎo)通，二極管D2截止，在二極管D2的陰極上出現(xiàn)高電位，由二極管D4輸出經(jīng)過放大的正極性強電流脈沖信號，在電源電壓UE負半波時，二極管D2導(dǎo)通，二極管D1截止，在二極管D1的陰極上出現(xiàn)高電位，由二極管D3輸出經(jīng)過放大的正極性強電流脈沖信號，以適應(yīng)觸發(fā)大中功率可控硅的要求。電阻R2的阻值應(yīng)為0-1KΩ，其作用是在雙向可控硅KS由截止轉(zhuǎn)向?qū)〞r限制沖擊電流的過快變化，其阻值不宜太大，否則會造成雙向可控硅KS導(dǎo)通不穩(wěn)定。
脈沖輸出部件4包括兩個四端網(wǎng)絡(luò)，其輸出端分別為g1、k1和g2、k2，相應(yīng)接至主回路兩只可控硅KP1、KP2的門極和陰極，而其兩個輸入端分別接至二極管D1、D2的陽極和陰極，由二極管D1、D2的陰極分別引出正向接入的二極管D3、D4，二極管D3、D4的陰極分別為輸出端g1、g2。而輸出端k1經(jīng)負載ZH與輸入端A相連接，輸出端k2則與輸入端B直接相連接，二極管D3、D4正向接入可以保證將正向觸發(fā)脈沖信號引至主回路可控硅KP1、KP2的門極，還可以保護可控硅KP1、KP2的陰極與門極之間的PN結(jié)不受反向電流的沖擊。
本發(fā)明的兩對輸出端g1、k1和g2、k2分別接至主回路可控硅KP1、KP2的門極和陰極后，就組成典型的可控硅交流調(diào)壓電路。負載ZH上的電壓取決于可控硅KP1、KP2的控制角大小，而此控制角又取決于受電位器W調(diào)整的同步移相電路1的電容器C的充電常數(shù)。
在雙向可控硅KS導(dǎo)通條件下，當電源電壓UE為正半波時，電流通路為A→ZH→D1→R2→KS→D4→KP2→B;當電源電壓UE為負半波時，電流通路為B→D2→KS→R2→D3→KP1→ZH→A。雙向可控硅KS一導(dǎo)通，主回路可控硅KP1或KP2也隨之導(dǎo)通，本發(fā)明電路k1、k2兩端電壓接近于零，觸發(fā)脈沖隨之消失，此時，電源電壓UE全部加至負載ZH。
當電源電壓UE又過零時，電源電壓UE又對電容器C充電，繼而重復(fù)上述工作，形成觸發(fā)脈沖，直至可控硅KP1或KP2導(dǎo)通。
本發(fā)明和一般阻容移相觸發(fā)電路一樣，具有線路簡單，抗干擾能力強的優(yōu)點。但是，它不是交流觸發(fā)，而是由雙向二極管DS負阻特性形成的脈沖觸發(fā)，觸發(fā)信號有較陡的前沿，這樣，其控制精度較高。本發(fā)明同步移相電路1中決定電容器C充電速度的電位器W和電阻R1串聯(lián)支路可以用一個有二極管橋式負載D5-8的負反饋放大電路替代，二極管橋式負載D5-8接在原電位器W和電阻R1串聯(lián)支路的兩端，即接在電路的連接點M、N之間，這樣將進一步減輕電源電壓UE波動對負載ZH的影響。
本發(fā)明適用于電源電壓UE為40-400V的正弦波交流電壓。若電源電壓UE低于110V，主回路可控硅KP1、KP2的導(dǎo)通角將減小，但不會小于150°。
本發(fā)明移去負載ZH后，還可以適用作大中功率可控硅整流電路的可控硅觸發(fā)電路(參見附圖4)。
本發(fā)明有如下附圖

圖1為大中功率可控硅觸發(fā)電路電原理圖;
圖2為圖1中連接點M、N之間的替代電路圖;
圖3為大中功率可控硅電路電壓或電流波形圖;
其中(a)電源電壓UE波形圖(b)電容器C兩端電壓UC的波形圖(c)輸出端g2的脈沖電流Ig2波形圖(d)輸出端g1的脈沖電流Ig1波形圖(e)負載ZH兩端電壓UZH波形4為橋式可控硅整流觸發(fā)電路電原理圖。
實施例一電路圖如圖1，電源電壓UE為交流220V;負載ZH為20KW電阻爐(電阻性負載);電位器W采用WH1型1W、100KΩ;電阻R1為1KΩ，R2為10Ω;電容器C為0.047μf;雙向二極管DS為2CTS;雙向可控硅KS為3CTS-1A/600V;二極管D1-D4為1N4007。
實施例二
電路圖如圖1、圖2，圖1中的連接點M、N之間接入圖2的負反饋放大電路。電源電壓UE為交流220V;負載ZH為20KW電阻爐(電阻性負載);BG為3DA87E;電位器Wo采用WH1型1W、100KΩ;電阻Ro為10KΩ，R3為100Ω;電容器Co為10μf、50V;穩(wěn)壓電源UDO為12V;二極管D5-8、D9為1N4007。
權(quán)利要求
1.一種由同步移相電路1、脈沖形成部件2、脈沖放大電路3和脈沖輸出部件4組成的大中功率可控硅觸發(fā)電路為一個有一對輸入端A、B，兩對輸出端g1、k1和g2、k2的六端網(wǎng)絡(luò)，其特征在于1.1同步移相電路1由負載ZH、電位器W、電阻R1和電容器C串聯(lián)后跨接在輸入端A、B與電源電壓UE連接，即負載ZH的一端接輸入端A，另一端接電位器W，電位器W的另一端接電阻R1，電阻R1的另一端接電容器C，電容器C的另一端接輸入端B；1.2脈沖形成部件2為一只雙向二極管DS，其一端接同步移相電路1中電阻R1與電容器C之間的連接點，即同步移相電路1的一個輸出端，而另一端接脈沖放大部件3的輸入端；1.3脈沖放大電路3由二極管D1、電阻R2、雙向可控硅KS和二極管D2串聯(lián)組成，二極管D1的陽極接負載ZH與電位器W之間的連接點，即經(jīng)負載ZH、輸入端A接電源電壓UE，而陰極接電阻R2的一端，電阻R2的另一端接雙向可控硅KS的第一電極T1，雙向可控硅KS的第二電極T2接二極管D2的陰極，二極管D2的陽極接輸入端B，雙向可控硅KS的門極G接脈沖形成部件2的輸出端；1.4脈沖輸出部件4包括兩個四端網(wǎng)絡(luò)，其輸出端分別為g1、k1和g2、k2，相應(yīng)接至主回路兩只可控硅KP1、KP2的門極和陰極，而其兩個輸入端分別接至二極管D1、D2的陽極和陰極，由二極管D1、D2的陰極分別引出正向接入的二極管D3、D4，二極管D3、D4的陰極分別為輸出端g1、g2，而輸出端k1經(jīng)負載ZH與輸入端A相連接，輸出端k2則與輸入端B直接相連接。
2.如權(quán)利要求1所述的大中功率可控硅觸發(fā)電路，其特征在于同步移相電路1的電位器W和電阻R1串聯(lián)支路可以用一個有二極管橋式負載D5-8的負反饋放大電路替代，二極管橋式負載D5-8接在原電位器W和電阻R1串聯(lián)支路的兩端。
3.如權(quán)利要求1、2所述的大中功率可控硅觸發(fā)電路，其特征在于脈沖放大電路3中電阻R2的阻值應(yīng)為0-1KΩ。
全文摘要
一種大中功率可控硅觸發(fā)電路，主要適用于大中功率可控硅交流調(diào)壓電路。它由包括負載在內(nèi)的同步移相電路、雙向二極管脈沖形成部件、雙向可控硅脈沖放大電路以及包括兩個四端網(wǎng)絡(luò)的脈沖輸出部件組成。它和一般阻容移相觸發(fā)電路一樣，具有線路簡單，抗干擾能力強的優(yōu)點。它不是交流觸發(fā)，而是由雙向二極管負阻特性形成的脈沖觸發(fā)，觸發(fā)信號有較陡的前沿，控制精度較高。
文檔編號H02M1/06GK1033719SQ8810816
公開日1989年7月5日 申請日期1988年11月25日 優(yōu)先權(quán)日1988年11月25日
發(fā)明者萬重平 申請人:萬重平