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锯齿波同步触发电路原理与应用

锯齿波同步触发电路是可控整流、交流调压等电力电子装置中最常用的触发电路类型之一,依靠锯齿波电压实现同步移相控制,具有线路结构简单、移相范围宽、工作稳定性好的特点,在中大容量电力电子变流设备中得到广泛应用。本文从电路基本结构、工作原理、同步移相特性、故障分析几个方面详细介绍锯齿波同步触发电路。

一、锯齿波同步触发电路的基本结构

典型的锯齿波同步触发电路由五个基本环节组成,分别是同步环节、锯齿波形成环节、移相控制环节、脉冲形成与放大环节和强触发环节,各环节功能明确,配合完成晶闸管触发所需的同步信号生成、移相调节与脉冲输出。

1.1 同步环节

同步环节的核心作用是使触发脉冲的频率与主电路电源频率保持一致,保证每个周期内触发脉冲的相位稳定。同步环节通常由同步变压器和阻容滤波电路组成,同步变压器一次侧与主电路电源接在同一交流电网,二次侧输出同步电压,经阻容移相后提供给锯齿波形成环节,保证锯齿波的起点与主电路电源过零点保持固定相位关系。

1.2 锯齿波形成环节

锯齿波形成环节利用电容充放电原理生成线性度较好的锯齿波电压,常用的结构为恒流源充电电容放电电路:恒流源对电容缓慢充电,使电容电压线性上升,当同步电压过零点触发开关管导通时,电容快速放电,电容电压迅速下降到零,之后再次进入充电过程,周而复始形成锯齿波。这种结构生成的锯齿波线性度远好于阻容充放电锯齿波,能够保证移相控制的精度。

1.3 移相控制环节

移相控制环节将控制电压与锯齿波电压进行比较,改变控制电压的大小即可改变比较交点的位置,从而改变触发脉冲的输出相位。通常采用晶体管差分放大电路实现电压比较,锯齿波电压与直流控制电压、偏移电压叠加后送入放大管基极,当叠加电压达到开门电平时,电路翻转输出触发信号。


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