理论教育 控制晶闸管触发电路的设计要求

控制晶闸管触发电路的设计要求

时间:2023-06-24 理论教育 版权反馈
【摘要】:采用强触发时,要求晶闸管门极允许功耗大,能承受足够大的平均功耗PGIV、瞬时功耗PGM。触发电路有电隔离、同步、移相等功能。为防止误触发,触发电路不发脉冲时应保持在0V或-1V左右。阻容移相桥、单结晶体管触发电路基本使用,正弦波同步受波形品质影响大,在减少使用;锯齿波同步触发电路移相控制线性好,输出脉冲对称性好,使用较多。

控制晶闸管触发电路的设计要求

1.门极触发特性

(1)门极触发电流IGT 室温下在阳-阴极间外加6V或12V电压时,晶闸管导通所需的最小门极直流电流。

(2)门极触发电压UGT 对应于IGT的门-阴极直流电压。

(3)门极不触发电流IGD 额定结温时,当晶闸管电压为断态重复峰值电压时,保持器件不导通允许施加的最大门极直流电流。

(4)门极不触发电压UGD 对应于IGD的门-阴极之间的直流电压。

理想的门极特性要求触发电流小、触发电压低;门极不触发电流、电压相对较大,灵敏度高触发可靠。采用强触发时,要求晶闸管门极允许功耗大,能承受足够大的平均功耗PGIV、瞬时功耗PGM

2.门极触发要求

门极触发特性是指晶闸管导通所需的门极电流IGK和门极电压UGK。分为不触发区、不稳定触发区和可靠触发区,见图4-145。

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图4-145 晶闸管的门极触发特性

(1)门极负偏压 门极相对于阴极电压为负,门-阴极间的发射结处于反向偏置,但负偏压不得超过击穿电压。负偏置门极回路对噪声、器件开关工作时阳极端产生的振荡电压、阳极电压的du/dt等的抑制作用较好,使器件保持稳定可靠的阻断状态。

(2)IGDUGD 在额定结温阳极施加断态重复峰值电压时,晶闸管门极不触发电流小于门极触发电流。

3.触发脉冲参数与技术特性(www.daowen.com)

门极脉冲波形见图4-146。采用强触发时,门极电流可以比触发阈值高10倍,便于多个器件串并联。实际触发是100μs左右的强脉冲,再紧跟数毫秒的宽脉冲。

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图4-146 晶闸管门极脉冲波形

(1)门极电流上升率diG/dt 提高diG/dt可增加晶闸管di/dt耐量,串并联时,较高的diG/dt有利于各晶闸管导通一致。建议diG/dt=0.2~1.0A/μs。

(2)脉冲幅度IGLM 强触发脉冲幅度,即IGLM=mIGLm为强触发倍数,IGL为正常触发电源幅度。低频或工频变流电路中,IGLM宽度为10~20μs;中高频电路中,IGLM持续宽度为几个μs。

(3)脉冲宽度IGLIGLM后施加幅度为IGL=(1~2)IGT

(4)脉宽τ 与电路结构、换流模式、负载和控制等有关。一般τmin≥15μs,感性负载时τ≥100μs,常用脉宽为1ms,或用脉冲列触发。三相整流全控桥电路用宽裕60°或用相隔60°脉冲。

(5)触发信号 交流或直流脉冲,功率、幅度与陡度足够,一般要求实际脉冲电流幅度为器件最大触发电流的3~5倍,前沿陡度大于1A/μs。触发电路有电隔离、同步、移相等功能。为防止误触发,触发电路不发脉冲时应保持在0V或-1V左右。

(6)晶闸管串并联触发 晶闸管并联时应同时导通,各个器件di/dt在允许值范围内,需要强触发脉冲时,幅值为触发电流的3~5倍,脉冲前沿陡度1~2A/μs,上升沿后持续时间达600μs。

(7)可靠性 触发电路与主电路电隔离,专门设计脉冲变压器;防止主电路对触发电路产生干扰,可采用静电屏蔽、串联二极管、并联电容、光耦合等。

4.触发电路

按同步电压分,有正弦波同步、锯齿波同步、阻容移相桥、单结晶体管等。阻容移相桥、单结晶体管触发电路基本使用,正弦波同步受波形品质影响大,在减少使用;锯齿波同步触发电路移相控制线性好,输出脉冲对称性好,使用较多。

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