单相桥式全控整流调光灯电路.ppt
《单相桥式全控整流调光灯电路.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《单相桥式全控整流调光灯电路.ppt(84页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、项目二,单相桥式全控整流调光灯电路,任务一 锯齿波同步触发电路调试,一、任务描述与目标 对于大、中电流容量的晶闸管,由于电流容量增大,要求的触发功率就越大,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。同步电压为锯齿波的触发电路就是其中之一,该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。 本次任务介绍锯齿波同步触发电路,任务目标如下。,任务一 锯齿波同步触发电路调试,二、相关知识 (一)锯齿波同步触发电路的组成 锯齿波同步移相触发电路由同步环节、锯齿波形成环节、移相控制环节、脉冲形成放大与输出环节组成,其原理图如图所示。,任务一 锯齿波同步触发电路调试,同步环节
2、由同步变压器、VT3、VD1、VD2、C1等元件组成,其作用是利用同步电压UT来控制锯齿波产生的时刻及锯齿波的宽度。 锯齿波形成环节由VT1、VT2等元件组成的恒流源电路,当VT3截止时,恒流源对C2充电形成锯齿波;当VT3导通时,电容C2通过R4、VT3放电。调节电位器RP1可以调节恒流源的电流大小,从而改变了锯齿波的斜率。,任务一 锯齿波同步触发电路调试,移相控制环节由控制电压Uct、偏移电压Ub和锯齿波电压在VT5基极综合叠加构成,RP2、RP3分别调节控制电压Uct和偏移电压Ub的大小。 脉冲形成放大和输出环节由VT6、VT7构成,C5为强触发电容改善脉冲的前沿,由脉冲变压器输出触发脉
3、冲。,任务一 锯齿波同步触发电路调试,(二)锯齿波同步触发电路工作原理及波形分析 1同步环节 同步就是要求锯齿波的频率与主回路电源的频率相同。锯齿波同步电压是由起开关作用的VT3控制的,VT3截止期间产生锯齿波,VT3截止持续的时间就是锯齿波的宽度,VT3开关的频率就是锯齿波的频率。要使触发脉冲与主电路电源同步,必须使VT3开关的频率与主电路电源频率相同。在该电路中将同步变压器和整流变压器接在同一电源上,用同步变压器二次电压来控制VT3的通断,这就保证了触发脉冲与主回路电源的同步。,任务一 锯齿波同步触发电路调试,同步环节工作原理如下:同步变压器二次电压间接加在VT3的基极上,当二次电压为负半
4、周的下降段时,VD1导通,电容C1被迅速充电,点为负电位,VT3截止。在二次电压负半周的上升段,电容C1已充至负半周的最大值,VD1截止,+15 V通过R1给电容C1反向充电,当点电位上升至1.4V时,V3导通,点电位被钳位在1.4 V。以上分析可见,V3截止的时间长短,与C1反充电的时间常数R1C1有关,直到同步变压器二次电压的下一个负半周到来时,VD1重新导通,C1迅速放电后又被充电,V3又变为截止,如此周而复始。在一个正弦波周期内,V3具有截止与导通两个状态,对应的锯齿波恰好是一个周期,与主电路电源频率完全一致,达到同步的目的。,任务一 锯齿波同步触发电路调试,2锯齿波形成环节 该环节由
5、晶体管VT2组成恒流源向电容C2充电,晶体管V3作为同步开关控制恒流源对C2的充、放电过程,晶体管VT4为射极跟随器,起阻抗变换和前后级隔离作用,减小后级对锯齿波线性的影响。 工作原理如下:当VT3截止时,由VT2管、VT1稳压二极管、R3、RP1组成的恒流源以恒流Ic1对C2充电,C2两端电压uc2为,任务一 锯齿波同步触发电路调试,uc2随时间t线性增长。Ic1/ C2为充电斜率,调节RP1可改变Ic1,从而调节锯齿波的斜率。当VT3导通时,因R4阻值很小,电容C2经R4、VT3管迅速放电到零。所以,只要V3管周期性关断、导通,电容C2两端就能得到线性很好的锯齿波电压。为了减小锯齿波电压与
6、控制电压Uc、偏移电压Ub之间的影响,锯齿波电压uc2经射极跟随器输出。,任务一 锯齿波同步触发电路调试,3脉冲移相环节 锯齿波电压ue4,与Uc、Ub进行并联叠加,它们分别通过R6、R7、R8与VT5的基极相接。根据叠加原理,分析VT4管基极电位时,可看成锯齿波电压ue4、控制电压Uc(正值)和偏移电压Ub (负值)三者单独作用的叠加。当三者合成电压ub5为负时,VT5管截止;合成电压ub5由负过零变正时,V5由截止转为饱和导通,ub5被钳位到0.7 V。,任务一 锯齿波同步触发电路调试,电路工作时,一般将负偏移电压Ub调整到某值固定,改变控制电压Uc就可以改变ub5的波形与横坐标(时间)的
7、交点,也就改变了V5转为导通的时刻,即改变了触发脉冲产生的时刻,达到移相的目的。设置负偏移电压Ub的目的是为了使Uc为正,实现从小到大单极性调节。通常设置Uc=0时为对应整流电压输出电压为零时的 角,作为触发脉冲的初始位置,随着Uc的调大 角减小,输出电压增加。,任务一 锯齿波同步触发电路调试,4脉冲形成放大与输出环节 脉冲形成放大与输出环节由晶体管VT5、VT6、VT7组成,同步移相电压加在晶体管VT5的基极,触发脉冲由脉冲变压器二次侧输出。 工作原理如下:当VT5的基极电位ub5 0.7 V时,VT5截止,V6经R10提供足够的基极电流使之饱和导通,因此点电位为-14 V(二极管正向压降按
8、0.7 V,晶体管饱和压降按0.3V计算),VT7截止,脉冲变压器无电流流过,二次侧无触发脉冲输出。此时电容C3充电,充电回路为:由电源+15 V端经R9V6VD4电源-15V端。C3充电电压为28.4 V,极性为左正右负。,任务一 锯齿波同步触发电路调试,当ub5=0.7 V时,VT5导通,电容C3左侧电位由+15 V迅速降低至1 V左右,由于电容C3两端电压不能突变,使VT6的基极电位点跟着突降到-27.4 V,导致VT6截止,它的集电极点电位升至1.4 V,于是VT7导通,脉冲变压器输出脉冲。与此同时,电容CT3由15 V经R10、VD3、VT5放电后又反向充电,使点电位逐渐升高,当点电
9、位升到-13.6V时,VT6发射结正偏导通,使点电位从1.4 V又降为-14 V,迫使VT7截止,输出脉冲结束。,任务一 锯齿波同步触发电路调试,由以上分析可知,V5开始导通的瞬时是输出脉冲产生的时刻,也是VT6转为截止的瞬时。V6截止的持续时间就是输出脉冲的宽度,脉冲宽度由C3反向充电的时间常数(3=C3R10)来决定,输出窄脉冲时,脉宽通常为1 ms(即 )。 此外,R12为VT7的限流电阻;电容C5用于改善输出脉冲的前沿陡度;VD6可以防止VT7截止时脉冲变压器一次侧的感应电动势与电源电压叠加造成VT7的击穿;VD7、VD8是为了保证输出脉冲只能正向加在晶闸管的门极和阴极两端。,任务一
10、锯齿波同步触发电路调试,锯齿波同步触发电路 各点电压波形如图,任务一 锯齿波同步触发电路调试,四、总结与提升 锯齿波同步触发电路的其他环节 对三相桥式全控整流电路,要求提供宽度大于60小于120的宽脉冲,或间隔60的双窄脉冲(三相桥式全控整流电路中分析原因)。前者要求触发电路输出功率大,所以很少采用,一般都采用双窄脉冲。在要求较高的触发电路中,需带有强触发环节。特殊情况下还需要脉冲封锁环节。前面分析的锯齿波同步触发电路中没有这几个环节,下图所示的锯齿波同步触发电路具有这几个环节。,任务一 锯齿波同步触发电路调试,任务一 锯齿波同步触发电路调试,1双窄脉冲的形成 双窄脉冲触发是三相桥式全控整流电
11、路或带平衡电抗器双反星形电路的特殊要求。要求触发电路送出两个相隔60的窄脉冲去触发晶闸管。 双脉冲形成环节的工作原理如下:VT5、VT6两个晶体管构成“或门”电路,当VT5、VT6都导通时,VT7、VT8都截止,没有脉冲输出。但只要VT5、VT6中有一个截止,就会使VT7、VT8导通,脉冲就可以输出。VT5基极端由本相同步移相环节送来的负脉冲信号使其截止,导致VT8导通,送出第1个窄脉冲,接着由滞后60的后相触发电路在产生其本相脉冲的同时,由VT4管的集电极经R12的X端送到本相的Y端,经电容C4(微分)产生负脉冲送到VT6基极,使VT6截止,于是本相的VT8又导通一次,输出滞后60的第2个窄
12、脉冲。VD3、R12的作用是为了防止双脉冲信号的相互于扰。,任务一 锯齿波同步触发电路调试,对于三相桥式全控整流电路,电源三相U、V、W为正相序时,6只晶闸管的触发顺序为VS1VS2VS3VS4VS5VS6,彼此间隔60,为了得到双脉冲,6块触发板的X、Y可按下图所示方式连接,即后相的X端与前相的Y端相连。应当注意的是,使用这种触发电路的晶闸管装置,三相电源的相序是确定的,在安装使用时,应该先测定电源的相序,进行正确的连接。如果电源的相序接反了,装置将不能正常的工作。,任务一 锯齿波同步触发电路调试,任务一 锯齿波同步触发电路调试,强触发及脉冲封锁环节 强触发环节为电路图右上角那部分电路。工作
13、原理:变压器二次侧30V电压经桥式整流,电容和电阻形滤波,得到近似50V的直流电压,当VT8导通时,C6经过脉冲变压器、R17(C5)、VT8迅速放电,由于放电回路电阻较小,电容C6两端电压衰减很快,N点电位迅速下降。当N点电位稍低于15V时,二极管VD10由截止变为导通,这时虽然50 V电源电压较高,但它向VT8提供较大电流时,在R19上的压降较大,使R19的左端不可能超过15 V,因此N点电位被钳制在15V。当VT8由导通变为截止时,50V电源又通过R19向C6充电,使N点电位再次升到50V,为下一次强触发做准备。波形如图所示。,任务一 锯齿波同步触发电路调试,电路中的脉冲封锁信号为零电位
14、或负电位,是通过VD5加到V5集电极的。当封锁信号接入时,晶体管V7、V8就不能导通,触发脉冲无法输出。二极管VD5的作用是防止封锁信号接地时,经V5、V6和VD4到-15V之间产生大电流通路。 锯齿波同步触发电路,具有抗干扰能力强,不受电网电压波动与波形畸变的直接影响,移相范围宽的优点,缺点是整流装置的输出电压ud与控制电压Uc之间不成线性关系,电路较复杂。,任务二 西门子TCA785集成 触发电路调试,一、任务描述与目标 TCA785是德国西门子(Siemens)公司于1988年前后开发的第三代晶闸管单片移相触发集成电路,与其他芯片相比,具有温度适用范围宽,对过零点时识别更加可靠,输出脉冲
15、的整齐度更好,移相范围更宽等优点。另外,由于它输出脉冲的宽度可手动自由调节,所以适用范围更广泛。 本次任务主要介绍TCA785以及TCA785集成移相触发电路,任务目标如下。,任务二 西门子TCA785集成 触发电路调试,熟悉TCA785引脚的功能及用法。 了解TCA785的内部结构。 会根据TCA785集成移相触发电路的工作原理调试触发电路。 在小组实施项目过程中培养团队合作意识。,任务二 西门子TCA785集成 触发电路调试,二、相关知识 (一)西门子TCA785介绍 1西门子TCA785引脚介绍 TCA785采用标准的双列直插式 16引脚(DIP-16)封装,它的引脚 排列如图所示。,任
16、务二 西门子TCA785集成 触发电路调试,各引脚的名称、功能及用法如下。 引脚16(VS):电源端。使用中直接接用户为该集成电路工作提供的工作电源正端。 引脚1(OS):接地端。应用中与直流电源VS、同步电压VSYNC及移相控制信号V11的地端相连接。 引脚4(Q1)和引脚2(Q2):输出脉冲1与2的非端。该两端可输出宽度变化的脉冲信号,其相位互差180,两路脉冲的宽度均受非脉冲宽度控制端引脚13(L)的控制。它们的高电平最高幅值为电源电压VS,允许最大负载电流为10mA。若该两端输出脉冲在系统中不用时,电路自身结构允许其开路。,任务二 西门子TCA785集成 触发电路调试,引脚14( )和
17、引脚15( ):输出脉冲1和2端。该两端也可输出宽度变化的脉冲,相位同样互差180,脉冲宽度受它们的脉宽控制端(引脚12)的控制。两路脉冲输出高电平的最高幅值为VS。 引脚13(L):非输出脉冲宽度控制端。该端允许施加电平的范围为-0.5VVS,当该端接地时,Q1、Q2为最宽脉冲输出,而当该端接电源电压VS时,Q1、Q2为最窄脉冲输出。,任务二 西门子TCA785集成 触发电路调试,引脚12(C12):输出Q1、Q2的脉宽控制端。应用中,通过一电容接地,电容C12的电容量范围为1504 700 pF,当C12在1501 000 pF变化时,Q1、Q2输出脉冲的宽度亦在变化,该两端输出窄脉冲的最
18、窄宽度为100s,而输出宽脉冲的最宽宽度为2000s。,任务二 西门子TCA785集成 触发电路调试,引脚11(V11):输出脉冲Q1、Q2及Q1、Q2移相控制直流电压输入端。应用中,通过输入电阻接用户控制电路输出,当TCA785工作于50Hz,且自身工作电源电压VS为15V时,则该电阻的典型值为15k,移相控制电压V11的有效范围为(0.2VS-2)V,当其在此范围内连续变化时,输出脉冲Q1、Q2及Q1、Q2的相位便在整个移相范围内变化,其触发脉冲出现的时刻为trr=(V11R9C10)/(UREFK) 式中R9、C10、UREF 分别为连接到TCA785引脚9的电阻、引脚10的电容及引脚8
19、输出的基准电压; K常数,其作用为降低干扰。 应用中引脚11通过0.1F的电容接地,通过2.2F的电容接正电源。,任务二 西门子TCA785集成 触发电路调试,引脚10(C10):外接锯齿波电容连接端。C10的使用范围为500pF1F。该电容的最小充电电流为10A,最大充电电流为1mA,它的大小受连接于引脚9的电阻R9控制,C11两端锯齿波的最高峰值为VS-2V,其典型后沿下降时间为80s。,任务二 西门子TCA785集成 触发电路调试,引脚9(R9):锯齿波电阻连接端。该端的电阻R9决定着C10的充电电流,其充电电流可按下式计算 I10=VREFK/R9 连接于引脚9的电阻亦决定了引脚10锯
20、齿波电压幅值的高低,锯齿波幅值为 V10=VREFKt/(R9C10) 电阻R9的应用范围为3300 k。,任务二 西门子TCA785集成 触发电路调试,引脚8(VREF):TCA785自身输出的高稳定基准电压端。该端负载能力为驱动10块CMOS集成电路。随着TCA785应用的工作电源电压VS及其输出脉冲频率的不同,VREF的变化范围为2.83.4 V,当TCA785应用的工作电源电压为15V,输出脉冲频率为50Hz时,VREF的典型值为3.1V。如用户电路中不需要应用VREF,则该端可以开路。,任务二 西门子TCA785集成 触发电路调试,引脚7(QZ)和引脚3(QV):TCA785输出的两
21、个逻辑脉冲信号端。其高电平脉冲幅值最大为VS-2V,高电平最大负载能力为10mA。QZ为窄脉冲信号,它的频率为输出脉冲Q2与Q1或Q1与Q2的两倍,是Q1与Q2或Q1与Q2的或信号,QV为宽脉冲信号,其宽度为移相控制角+180,它与Q1、Q2或Q1、Q2同步,频率与Q1、Q2或Q1、Q2相同,该两逻辑脉冲信号可用来提供给用户的控制电路作为同步信号或其他用途的信号,不用时该两端可开路。,任务二 西门子TCA785集成 触发电路调试,引脚6(I):脉冲信号禁止端。该端的作用是封锁Q1、Q2及Q1、Q2的输出脉冲,该端通常通过阻值10k的电阻接地或接正电源,允许施加的电压范围为-0.5VVS。当该端
22、通过电阻接地或该端电压低于2.5V时,则封锁功能起作用,输出脉冲被封锁;而该端通过电阻接正电源或该端电压高于4V时,则封锁功能不起作用。该端允许低电平最大灌电流为0.2mA,高电平最大拉电流为0.8mA。,任务二 西门子TCA785集成 触发电路调试,引脚5(VSYNC):同步电压输入端。应用中,需对地端接两个正、反向并联的限幅二极管。随着该端与同步电源之间所接电阻阻值的不同,同步电压可以取不同的值。当所接电阻为200k时,同步电压可直接取交流220V。,任务二 西门子TCA785集成 触发电路调试,2西门子TCA785内部结构 TCA785的内部结构框图如图所示。TCA785内部主要由过零检
23、测电路、同步寄存器、锯齿波产生电路、基准电源电路、放电监视比较器、移相比较器、定时控制与脉冲控制电路、逻辑运算及功放电路组成。,任务二 西门子TCA785集成 触发电路调试,TCA785内部的同步寄存器和逻辑运算电路均由基准电源供电,基准电压的稳定性对整个电路的性能有很大影响,通过8脚可测量基准电压是否正常。 锯齿波产生电路主要由内部的恒流源、放电晶体管和外接的R9、C10等组成,恒流源的输出电流由电阻R9决定,该电流对电容C10充电。由于充电电流恒定,所以C10两端可形成线性度极佳的锯齿波电压。定时控制电路输出脉冲到放电晶体管的基极,该输出脉冲为低电平时,放电管截止,恒流源对C10充电。定时
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 单相 桥式全控 整流 调光 电路
链接地址:https://www.31doc.com/p-3081812.html