在可控整流电路中,为使晶闸管在要求时刻导通,触发电路必须在每个正半波准确提供相同控制角触发脉冲串,而且控制角大小又可以人为调节,才能实现可控的目的。 触发电路种类繁多,此处介绍单结晶体管触发电路。 单结晶体管结构 基片:低电子浓度(两基极之间上下阻值很高,电流很小)、高电阻率的N型硅片,上下两端引出第二、第一基极(双基二极管), 硅片靠近上部烧结一片空穴浓度很高的P型硅片,引出发射极。 管子一共三个电极,一个PN结,称为单结晶体管。 下段电阻RB1所得的电压与两基极之间电压的比值称为分压比。约0.5~0.9 使用时在发射极和第一基极之间加一个可调的正电压,将引起发射极电流,发射极电流和发射极电压之间的函数关系叫单结晶体管伏安特性。 当发射极电压为第一基极电压+0.6V时,PN结导通,此时发射极电压叫做峰点电压,对应的电流叫做峰点电流。 PN结导通后,P片高浓度空穴注入N片第一基极位置,使第一基极位置的载流子浓度增加,电阻率减小,第一基极的电阻RB1随即变小,出现伏安特性下降段的负阻区(电流增大,电压反而减小)。 发射极电压跌至最低的数值叫做谷点电压UV,对应的电流叫做谷点电流,单结晶体管工作在谷点时,表明P区注入N区的载流子浓度达到极限,RB1阻值降低到最小值了,此时如果发射极外部电路提供不了谷点电流,则RB1增大使UB1增大,PN结反偏关断。 单结晶体管震荡电路 Ug为输出电压,由于单结晶体管两基极电阻很大,则R1上边的压降可以忽略不计,输出电压为零。 接通电源后,电源为电容C充电以后,电容电压不断上升,当达到单结晶体管发射极峰点电压时,发射极和第一基极之间的PN结导通,电容对RB1、R1放电,电流注入RB1然后其阻值迅速下降,这样C仅通过R1放电。R1的电阻值远远小于电阻R,所以充电比放电要慢,当随着放电电压下降到谷点电压时,提供不了谷点电流给单结晶体管,又电源提供给第一基极的电压UB1高于发射极电压,PN结反偏关断。电容由R再度充电,产生第二次触发,如此循环反复,便在R1上输出周期性脉冲串。于是在R1上形成尖峰型脉冲电压。(b图下电压Ug) 改变可调电阻R的阻值,可以改变充电时间常数,从而改变脉冲周期,把电阻R1换成扬声器,调节R阻值使发出类似蝙蝠的叫声,可作为驱蚊器使用。此处为晶闸管触发电路。 单结晶体管触发的可控整流电路 图中下半部分是半控桥整流电路,上部分为单结晶体管触发电路. 单结晶体管的电源不是采用直流电源,而是由降压变压器二次侧经桥式整流后,再用稳压管限幅,削区整流波的波顶部分,从而得到一个个梯形波。 以此作为单结晶体管电源,其目的是使单结晶体管振荡器在每个梯形波结束时刻,由于电源电压为零,使电容上电压亦为零,在下一个梯形波开始时刻,电容c均是从零压开始充电到峰点电压,因而每个梯形波所产生的第一个脉冲所需要的时间均相同,而梯形波过零时刻与晶闸管电压过零时刻是相同的,故而第一个触发脉冲的控制角均相同,这样输出电压波形中晶闸管在每个半波内的导通角相同,这称为同步触发。 尽管在每个梯形波期间内,振荡器还会产生多个脉冲,但晶闸管受第一个脉冲触发导通后,以后的脉冲均不起作用。 改变电位器RP的值,可改变电容充电的快慢,从而控制每个梯形波第一个脉冲出现的时刻,达到调节整流电压的目的,单结晶体管产生的脉冲同时触发两个晶闸管的门极,在某个半波时,其中一个晶闸管正偏则触发导通,另一个晶闸管反偏虽然触发但不能导通。 用一个晶体管代替可调电阻,利用改变晶体管基极电流能改变其等效电阻的原理。把手控方式改为电压控制方式。 图中V2(PNP)管是利用其等效电阻代替电位器RP,V1(NPN)管作为直接耦合放大器,控制信号ui由三极管基极输入,当ui增大时,V1管集电极电流和V2管基极电流增大,V2管的等效电阻减小,使电容充电加快,触发脉冲提前发出,控制角减小,整流输出电压升高。 (责任编辑:admin) |