摘　要：介紹了模擬式觸發(fā)電路與數(shù)字式觸發(fā)電路相比存在的問(wèn)題和自身的優(yōu)勢(shì)，針對(duì)模擬式觸發(fā)電路存在的問(wèn)題，提出了相應(yīng)的改進(jìn)措施，提高了模擬式觸發(fā)電路工作的可靠性。　　關(guān)鍵詞：可控硅;　同步;　脈沖;　觸發(fā);　驅(qū)動(dòng)

　　1　引言　　可控硅整流電路以其可靠的性能、穩(wěn)定的電壓輸出、較寬的電壓調(diào)節(jié)范圍等諸多優(yōu)點(diǎn)，在電力拖動(dòng)、電機(jī)軟啟動(dòng)、直流電源等方面得到了廣泛應(yīng)用。可控硅整流電路能安全可靠運(yùn)行的首要條件是觸發(fā)電路的可靠觸發(fā)，不同的整流方式對(duì)觸發(fā)電路的要求是不同的：如單相半控橋、單相全控橋、三相半控橋的要求較簡(jiǎn)單，運(yùn)行中很少出故障，因其交流成份大、輸出電壓低、輸出電流大等特點(diǎn)，主要應(yīng)用于電力拖動(dòng)和電機(jī)軟啟動(dòng)中;對(duì)于要求交流紋波非常小的直流電源，普遍采用三相全控橋，觸發(fā)電路則要求輸出6路互差60°的雙窄脈沖。2　模擬式觸發(fā)電路和數(shù)字式觸發(fā)電路的優(yōu)缺點(diǎn)　　　　目前國(guó)內(nèi)較多采用TCA785組成的模擬式觸發(fā)電路和單片機(jī)組成的數(shù)字式觸發(fā)電路。數(shù)字式觸發(fā)電路觸發(fā)效果好，但觸發(fā)板本身適應(yīng)電網(wǎng)電壓波動(dòng)能力較差，時(shí)常燒毀，且造價(jià)較高;模擬式觸發(fā)電路容易受電網(wǎng)中各種因素影響，觸發(fā)效果差一些，脈沖放大器易發(fā)熱，觸發(fā)功率低，影響了模擬式觸發(fā)板的應(yīng)用。　　本文就如何解決模擬式觸發(fā)電路存在的這些問(wèn)題，進(jìn)而收到與數(shù)字觸發(fā)電路同樣的觸發(fā)效果，且造價(jià)低、適應(yīng)能力強(qiáng)，提出了改進(jìn)措施。3　模擬式觸發(fā)電路的改進(jìn)措施　　(1)解決三相同步問(wèn)題，抑制電網(wǎng)干擾因素的影響　　 大多數(shù)模擬式觸發(fā)板都采用如圖1所示的同步電路，該電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，元器件少。

　　調(diào)試過(guò)程中發(fā)現(xiàn)：當(dāng)負(fù)載電流小于10 A時(shí)，觸發(fā)效果較好;但當(dāng)負(fù)載電流大于10 A或電網(wǎng)電壓波形畸變時(shí)，從示波器觀察到三相交流輸入ABC三相電壓和經(jīng)過(guò)降壓限幅后進(jìn)入TCA785的輸出電壓UTA、UTB、UTC出現(xiàn)了不同步，造成觸發(fā)后的直流輸出波形出現(xiàn)了缺相或波頭波尾參差不齊，且各相交替出現(xiàn)波形長(zhǎng)短不齊，輸出電壓不穩(wěn)，交流紋波增大，并影響到整流變壓器，使整流變壓器噪音增大，不能達(dá)到直流電源對(duì)穩(wěn)壓精度的要求。

　　我們?cè)诮?jīng)過(guò)反復(fù)研究試驗(yàn)后對(duì)同步電路進(jìn)行了改進(jìn)，改進(jìn)后的同步電路在同步變壓器和限幅二極管間加入了帶通濾波器。其中任一相電路如圖2所示。　　　　該電路工作原理是：交流電壓經(jīng)降壓電阻降壓后輸入有源帶通濾波器的輸入端，通過(guò)公式計(jì)算選擇好各元件參數(shù)，就可只允許50 Hz左右的工頻信號(hào)通過(guò)，其它頻率的信號(hào)則迅速衰減，有效地抑制了電網(wǎng)中各種諧波對(duì)觸發(fā)板的干擾，使輸入信號(hào)ABC三相電壓與輸出信號(hào)UTA、UTB、UTC同步。　　在反復(fù)試驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)各電阻電容的參數(shù)非常重要，特別是各相相對(duì)應(yīng)的元件，必須采用高精度元件或經(jīng)過(guò)仔細(xì)挑選參數(shù)一致的元件，否則將出現(xiàn)三相不完全同步，通過(guò)示波器觀察到的輸出波形不整齊，紋波稍大。因此為了保證三相輸入輸出完全同步，提高觸發(fā)板工作的可靠性，必須對(duì)各元件參數(shù)進(jìn)行篩選。　　 (2)解決脈沖放大器的功耗問(wèn)題　　大多數(shù)觸發(fā)板在TCA785的脈沖禁止端加的是5 V直流電壓，脈沖禁止端的工作原理是：當(dāng)電壓小于2.5 V時(shí)，起封鎖作用，TCA785不發(fā)脈沖，當(dāng)電壓大于2.5 V時(shí)，不起封鎖作用，TCA785輸出脈沖，這樣就造成脈沖放大器長(zhǎng)期工作在導(dǎo)通狀態(tài)，功耗過(guò)大而嚴(yán)重發(fā)熱。為了解決這個(gè)問(wèn)題我們?cè)赥CA785的脈沖禁止端加上由NE555組成的高頻脈沖調(diào)制器。如圖3所示。

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　　該電路工作原理是：通過(guò)公式f=1/(1.1RC)，合理選擇RC的大小，使輸出脈沖頻率為20 kHz左右，調(diào)節(jié)電位器Rw使輸出脈沖占空比為1：4，即脈沖寬度只占整個(gè)周期的1/4，這樣TCA785的輸出脈沖就變成了頻率與其相同的高頻調(diào)制脈沖，不僅抑制了干擾信號(hào)，而且使三極管的導(dǎo)通時(shí)間變?yōu)樵瓉?lái)的四分之一，降低了功耗，消除了三極管發(fā)熱現(xiàn)象。　　(3)觸發(fā)脈沖驅(qū)動(dòng)電路　　脈沖驅(qū)動(dòng)電路包括脈沖放大器和脈沖變壓器，多數(shù)的驅(qū)動(dòng)電路都采用如圖4所示的電路，因TCA785輸出脈沖不是高頻脈沖，所以脈沖變壓器和脈沖放大器經(jīng)常處于導(dǎo)通狀態(tài)，且電流較大，發(fā)熱嚴(yán)重，造成脈沖變壓器體積較大，驅(qū)動(dòng)能力差，不能驅(qū)動(dòng)大功率可控硅。

　　改進(jìn)后的驅(qū)動(dòng)電路原理如圖5所示，因TCA785輸出脈沖為高頻調(diào)制脈沖，所以脈沖變壓器要采用高頻變壓器，體積小，不發(fā)熱，易安裝;二極管D1～D3均采用快速二極管。

　　該驅(qū)動(dòng)電路工作原理是：當(dāng)TCA785有脈沖輸出時(shí)，三極管立即進(jìn)入導(dǎo)通狀態(tài)，由于電容的瞬間短路作用，使得脈沖變壓器的副邊得到的信號(hào)為+24 V的尖峰脈沖，它可用作可控硅的強(qiáng)觸發(fā)脈沖，加快其導(dǎo)通速度，提高觸發(fā)的可靠性。而后TCA785輸出的高頻調(diào)制脈沖使得變壓器副邊得到持續(xù)的幅值較低的高頻調(diào)制脈沖，繼續(xù)給可控硅提供觸發(fā)脈沖，以提高電流斷續(xù)時(shí)可控硅工作的穩(wěn)定性，同時(shí)也降低了驅(qū)動(dòng)電路的功耗。4　改進(jìn)后的效果及實(shí)際應(yīng)用　　經(jīng)過(guò)改進(jìn)后TCA785移相觸發(fā)電路原理方框圖如圖6所示。　　TCA785在同步信號(hào)、高頻調(diào)制信號(hào)和移相調(diào)整信號(hào)的共同作用下，產(chǎn)生的6組觸發(fā)脈沖，用示波器觀測(cè)其觸發(fā)效果，波頭波尾齊整，從零到最大的反復(fù)調(diào)節(jié)過(guò)程中，未出現(xiàn)任何跳躍和干擾波形，即使在三相電壓嚴(yán)重不平衡時(shí)，脈沖不平衡度不大于2°，脈沖移相范圍5°～175°，完全可與數(shù)字式觸發(fā)板相媲美，通過(guò)移相調(diào)整電路既可實(shí)

　　現(xiàn)自動(dòng)控制，又可通過(guò)PLC(可編程控制器)實(shí)現(xiàn)微機(jī)控制;且成本低(僅為數(shù)字式觸發(fā)電路的四分之一)，抗干擾性強(qiáng)，交流紋波小于0.5 V。在勝利油田幾十座變電站和勝利油田海洋平臺(tái)上運(yùn)行二年多，至今未出現(xiàn)任何問(wèn)題。

　　參考文獻(xiàn)

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