電力電子技術(shù)主編徐立娟

數(shù)字移相觸發(fā)電路

1任務(wù)描述與目標(biāo)

2相關(guān)知識3任務(wù)實施提

綱

一、任務(wù)描述與目標(biāo)任務(wù)描述：目前晶閘管觸發(fā)電路分為模擬電路和數(shù)字電路兩種，前面介紹的單結(jié)晶體管觸發(fā)電路、鋸齒波同步觸發(fā)電路及集成觸發(fā)電路屬于模擬電路，數(shù)字電路分為可編程數(shù)字移相觸發(fā)電路和數(shù)字移相觸發(fā)電路?？删幊虜?shù)字移相觸發(fā)電路是通過編程設(shè)置同步和移相，如基于單片機的晶閘管觸發(fā)電路和基于CPLD（Complex

Programming

Logic

Device，復(fù)雜可編程邏輯器件）的晶閘管觸發(fā)電路。數(shù)字移相觸發(fā)電路是用計數(shù)的方法對晶閘管的移相觸發(fā)進行控制，具有穩(wěn)定性高、精度高、對稱性好、抗干擾能力強、調(diào)試方便等優(yōu)點，還可以實現(xiàn)遠距離控制，因此被廣泛地應(yīng)用。任務(wù)名稱：數(shù)字移相觸發(fā)電路

一、任務(wù)描述與目標(biāo)任務(wù)目標(biāo)：（1）了解數(shù)字移相觸發(fā)電路。（2）能分析數(shù)字移相觸發(fā)電路的工作原理。（3）會根據(jù)數(shù)字移相觸發(fā)電路的工作原理調(diào)試觸發(fā)電路。（4）在小組實施任務(wù)過程中增強團隊合作意識。

二、相關(guān)知識數(shù)字移相觸發(fā)電路組成01數(shù)字移相觸發(fā)電路由同步移相、數(shù)字脈沖的形成、功率放大等部分組成。數(shù)字移相觸發(fā)電路的特征是用計數(shù)（時鐘脈沖）的辦法來實現(xiàn)移相，它的時鐘脈沖振蕩器是一種電壓控制振蕩器，其輸出脈沖頻率受α移相控制電壓Uc

的控制，Uc

升高，則振蕩頻率升高，而計數(shù)器的計數(shù)量是固定的，計數(shù)器脈沖頻率高意味著累計一定脈沖數(shù)所需時間短，即延時時間短，α小，反之則α大。數(shù)字移相觸發(fā)電路原理如下圖所示。圖中采用集成數(shù)字電路器件，CD4046為鎖相環(huán)集成塊，NE556為雙時基電路集成塊，CD4020為14位二進制串行計數(shù)器集成塊，運放為LM324集成塊，異或門為4070集成塊，或非門為4001集成塊。

二、相關(guān)知識數(shù)字移相觸發(fā)電路組成01

二、相關(guān)知識數(shù)字移相觸發(fā)電路工作原理02觸發(fā)脈沖的產(chǎn)生工作原理分析以a相同步信號產(chǎn)生的觸發(fā)脈沖為例。移相電路由RP2、R2、R3及C2組成，移相后的同步電壓經(jīng)零電壓比較器A1變換后輸出方波電壓，該電壓經(jīng)異或門A2和或非門A3組合后輸出相位互差180°的矩形波同步信號。它們分別控制A7和A8的輸出，允許A7的輸出在同步電壓正半周給整流電路中的晶閘管VS1提供觸發(fā)脈沖，而A8的輸出在同步電壓負(fù)半周給整流電路中的晶閘管VS4提供觸發(fā)脈沖。延時信號在異或門A5中組合，A5的輸出端獲得與同步電壓波形過零點相對應(yīng)的窄脈沖作為A6（計數(shù)器）的置零脈沖。來自CD4046的引腳4的脈沖列與A6的引腳14輸出信號分別輸入異或門A4，經(jīng)A4調(diào)制后輸出到A6的引腳10，作為A6的CP(Clock

Pulse)時鐘脈沖信號。

二、相關(guān)知識數(shù)字移相觸發(fā)電路工作原理02觸發(fā)脈沖的產(chǎn)生14位二進制串行計數(shù)器4020，內(nèi)部有14個T型觸發(fā)器，引腳10是時鐘脈沖輸入端。當(dāng)引腳11為低電平時，CP脈沖下降沿計數(shù)；當(dāng)引腳11為高電平時，14個T型輸出觸發(fā)器輸出均為低電平，即Q1～Q14均為零。A6的引腳14輸出為Q10（第10個T型觸發(fā)器的輸出），當(dāng)29=512個脈沖下降沿到來時，Q10=1。A6的引腳10由A4控制。當(dāng)A6的引腳14為低電平時，A6才能按CP脈沖計數(shù)，待第512個CP脈沖的下降沿到來時，A6的引腳14變?yōu)楦唠娖?，這時，A6的引腳10無CP脈沖而停止計數(shù)，A7的輸出端由高電平變?yōu)榈碗娖?。A7的輸出經(jīng)由電阻器R6和電容器C5組成的微分電路使NE556的引腳8有負(fù)向脈沖輸入，NE556的引腳9則會輸出一個正脈沖，該脈沖與c相同步信號負(fù)半周所產(chǎn)生的脈沖經(jīng)過二極管VD3、VD4合成為一個相位差為60°的雙窄脈沖。

二、相關(guān)知識數(shù)字移相觸發(fā)電路工作原理02觸發(fā)脈沖的產(chǎn)生晶體管VT1與脈沖變壓器T1組成觸發(fā)電路的功率放大電路，觸發(fā)電路輸出的雙窄脈沖信號經(jīng)功放電路中的晶體管VT1放大后由脈沖變壓器T1輸出，即有觸發(fā)脈沖去觸發(fā)晶閘管VS1。同理，在同步電壓負(fù)半周時，也有類似上述過程，從而觸發(fā)晶閘管VS4。鎖相環(huán)CD4046及其周圍電路構(gòu)成電壓-頻率轉(zhuǎn)換器，其輸出信號的周期隨控制電壓Uc而線性變化，電位器RP13的作用是調(diào)節(jié)最低輸出頻率（相當(dāng)于模擬電路的偏移電壓）。數(shù)字移相觸發(fā)電路各點電壓波形（α=150°）如圖所示。

二、相關(guān)知識數(shù)字移相觸發(fā)電路工作原理02觸發(fā)脈沖的產(chǎn)生

二、相關(guān)知識數(shù)字移相觸發(fā)電路工作原理02觸發(fā)脈沖順序觸發(fā)脈沖順序與項目四中集成觸發(fā)