晶闸管作为一种半控型功率器件，具有电压、电流 容量大，工作可靠等优点。在电气传动、励磁装置和电 解电镀等变流设备中得到广泛应用，由晶闸管构成的相 控整流、调压电路及其触发电路也是当前高等学校电力 电子技术实践教学中的重要组成部分。本文介绍了浙江 大学开发的ＤＫＳＺ－１电机控制实验装置中的可输出宽、 窄脉冲列的晶闸管触发电路，分析了Ｋ Ｃ ０ ４ ，Ｋ Ｃ ４ １ ， ＫＣ４２集成电路构成的各功能模块的工作原理，其中着重 分析了ＫＣ０４实现宽、窄脉冲两种工作模式的原理及其工 作波形，在以往的实验教材中，一般都只分析了ＫＣ０４的 窄脉冲工作方式，却不去分析其宽脉冲方式。对电力电 子实验过程中遇到的宽脉冲触发方式，学生往往知其然 而不知其所以然。因此本文对ＤＫＳＺ－１电机控制实验装 置中晶闸管触发电路如何输出宽、窄脉冲列的工作原理 进行了具体分析，加深了学生对晶闸管触发电路的理 解，也有利于实验技术人员对实验设备的维护。
三、６ 路双脉冲形成器 ＫＣ４１
ＫＣ４１具有双脉冲形成和电子开关控制封锁双脉冲
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形成两种功能。ＫＣ０４ 产生的６路脉冲由引脚１至６输出， 相应脉冲从引脚１０至１５输出，在引脚７处，由开关控制输 入＋１５Ｖ或是０Ｖ，当引脚７接０Ｖ时，可控制ＫＣ４１将输入６路 窄脉冲转换为双窄脉冲，当引脚７接＋１５Ｖ时，双脉冲输出 封锁。将模式切换开关打到“宽”时，通过模拟开关 ４０６６将引脚７与＋１５Ｖ接通，此时双脉冲输出封锁。 ６路双脉冲形成器ＫＣ４１是三相全控桥式线路中必备 的电路，它具有双脉冲形成和电子开关控制封锁双脉冲 形成两种功能。使用２块有电子开关控制的ＫＣ４１电路组 成逻辑控制，适用于正反组可逆系统。ＫＣ４１芯片是脉冲 逻辑电路，由二极管网络、输出电流放大电路和电子开 关等部分组成。当把移相触发器的触发脉冲输入到ＫＣ４１ 电路的１～６管脚时，由输入二极管网络完成补脉冲，再由 电流放大器放大，分６路输出。 其中Ｔ１ ＝０．６３９Ｒ１×Ｃ１ ， 为调制脉冲的频率，Ｔ １ ，Ｔ ２ 为导通半周和截止半 周的时间。其三个输出端分别加到三个ＫＣ０４的脉冲调制 脚１３脚，可以对ＫＣ０４输出的脉冲进行脉冲调制，ＫＣ４２ 的使用可以减小脉冲变压器的体积和能耗。 调制脉冲的频率由上接电容Ｒ １ 、Ｒ ２ 和Ｃ １ 、Ｃ ２ 的数值 决定，见下式：
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冲， 通过调节分压电阻可以实现对单脉冲占空比的调 节，通过模拟开关４０６６来实现对ＫＣ０４宽窄脉冲模式的 切换，使ＫＣ０４输出宽脉冲或者窄脉冲，ＫＣ４２则产生高 频调制波对ＫＣ０４输出的宽脉冲或窄脉冲进行高频调制， 使其输出宽窄脉冲列，当Ｋ Ｃ ０ ４ 处于宽脉冲方式时， ＫＣ０４输出直接加到驱动电路，而ＫＣ０４处于窄脉冲方式 时单脉冲（３片ＫＣ０４产生６路） 输入到ＫＣ４１合成双脉冲， 每组双脉冲相位相差６０°，用于触发整流桥电路。
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李浩光 １ 张加胜 １ 孙浩玉 ２ 丁佚成 １ 黄 健 １
１．中国石油大学 山东东营 ２５７０６１ ２．胜利石油管理局钻井工艺研究院 山东东营 ２５７０１７
摘 要：介绍了ＤＫＳＺ－１电机控制实验装置中可输出宽窄脉冲列的晶闸管触发电路，给出了触发电路的原理框图。 分析了ＫＣ０４， ＫＣ４１， ＫＣ４２集成电路构成的各功能模块的工作原理， 其中着重分析了ＫＣ０４实现宽、 窄脉冲两种工作模式的原理及其工作波形， 该电路可用于三相全控整流及逆变、 三相交流调压及直流电机调速系统等实验。 对该电路工作原理的详细分析可以加深学生 对晶闸管触发电路原理的认识， 有助于实验技术人员对设备的维护。 关 键 词 ： 宽窄脉冲列 触发电路 ＫＣ０４ ＫＣ４１ ＫＣ４２
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的波形
为窄脉冲，其脉冲宽度由充电时间常数Ｒ２５Ｃ２的大小，调 节移相控制电压Ｕｃ时，窄脉冲也会发生相移，而其宽度 不会发生变化。 当Ｋ １ 关断，
ｃ７
的波形为宽脉冲，其脉
冲后沿固定，与同步电压负半周过零点对齐，而其前沿 位置可以通过移相控制电压Ｕｃ进行调节，进行移相的同 时，宽脉冲的前沿也相对移动，即脉冲宽度也发生相应 图 ２ Ｋ Ｃ ０ ４ 电路原理图 其中Ｖ １ ～Ｖ ４ 等组成同步环节。同步电压 经限流电 阻Ｒ ２０ 加到Ｖ １ ，Ｖ ２ 基极。在 的正半周，Ｖ １ 导通，电流从 ＋１５Ｖ－Ｒ２０ －ＶＤ１－Ｖ１ －地。在 负半周。Ｖ２ ，Ｖ３ 导通，电流从 ＋１５Ｖ－Ｒ３ －ＶＤ２ －Ｖ ３ －Ｒ５ －Ｒ ２１ － －１５Ｖ，因此，在正、负半周期 间，Ｖ４ 基本上处于截止状态。只有在同步电压 ＜０．７Ｖ 时。Ｖ１ ～Ｖ３ 截止，Ｖ４ 从电源＋１５Ｖ经Ｒ３ ，Ｒ４ 取得基极电流 才能导通。 电容Ｃ１ 接在Ｖ５ 的基极和集电极之间，组成电容负反 馈的锯齿波发生器。在Ｖ ４ 导通时，Ｃ １ 经Ｖ ４ ，ＶＤ ３ 迅速放 电。当Ｖ４ 截止时。电流经＋１５Ｖ－Ｒ ６ －Ｃ １ －Ｒ２２ －ＲＰ １ － －１５Ｖ对 Ｃ １ 充电。在４端形成线性增长的锯齿波，锯齿波的斜率 取决于流过Ｒ ２ ２ ，ＲＰ １ 的充电电流和电容Ｃ １ 大小。根据Ｖ ４ 导通的情况可知，在同步电压正、负半周均有相同的锯 齿波产生，并且两者有固定的相位关系，Ｖ６及外接元件 组成了移相环节。锯齿波电压Ｕｃ５、偏移电压Ｕｂ、移相控 制电压Ｕ ｃ 分别经Ｒ ２ ４ ，Ｒ ２ ５ ，Ｒ ２ ６ 在Ｖ ６ 基极上叠加。当 ＋０．７Ｖ时，Ｖ ６ 导通。设
一、触发电路的原理框图
触发电路原理框图如图１ 所示。首先同步变压器对 电网电压进行采样并降压，之后输入ＫＣ０４用来产生单脉
图 １ 触发电路原理框图
二、可控硅移相触发器 ＫＣ０４
图２为ＫＣ０４电路原理图，其中点划线框内为基层电 路部分，从图中可以看出，ＫＣ０４与分立元件的锯齿波移 相触发电路类似，可分为同步检测、锯齿波形成、移
五、结束语
以往的晶闸管触发电路一般都只能输出窄脉冲，且 窄脉冲没有经过脉冲调制。文中介绍的晶闸管触发电路 可输出宽窄脉冲列，并通过ＫＣ４２对宽窄脉冲进行高频调 制，减小了脉冲变压器的体积和能耗，同时本文对ＫＣ０４ 产生宽窄脉冲列的工作原理进行了详细的分析，对其两 种工作状态下的波形进行了比较。给出了ＫＣ４１及ＫＣ４２ 的外围电路图，对ＫＣ４１产生双窄脉冲及ＫＣ４２如何进行 高频调制的原理进行了介绍，根据不同的实验特点，宽 窄脉冲两种触发模式可以用于不同的实验，如三相全控 整流实验中可以选择双窄脉冲列方式，而单相或三相交 流调压实验中则可以选择高频调制的脉冲列方式。通过 对该电路工作原理的详细分析，可以方便实验技术人员 了解实验设备，利于其对实验设备的维护，在实验教学 过程中，给学生讲解晶闸管触发电路的宽窄脉冲的具体 产生过程，还可以使学生加深对晶闸管触发电路的理 解。在教学实践中获得了很好的效果。
ｃ６ ｂ６＞
变化。
（ ａ ） 窄脉冲触发方式波形
、Ｕ ｃ 为定值，改变Ｕ ｃ ，则改变
了Ｖ ６ 导通的时刻，从而调节了脉冲的相位。Ｖ ７ 等组成了 脉冲形成环节。其中Ｋ１的开通与关断决定了脉冲形成环 节可以形成宽脉冲和窄脉冲。 当图２中的开关Ｋ １ 闭合时，平时Ｖ ７ 经电阻Ｒ ２ ５ 获得基 极电流而导通，电容Ｃ２由电源＋１５Ｖ经电阻Ｒ７ ，ＶＤ５ ，Ｖ７基 射结充电。当Ｖ ６ 由截止转为导通时，Ｃ ２ 所充电压通过Ｖ ６ 成为Ｖ７ 基极反向偏压，使Ｖ７ 截止。此后Ｃ２ 经＋１５Ｖ－Ｒ２５ － Ｖ６ 一地放电并反向充电，当其充电电压Ｕ ｃ２ （即１２脚）＞ ＝＋１．４Ｖ时，Ｖ７ 又恢复导通。这样，在Ｖ７ 集电极就得到固 定宽度的移相脉冲，宽度取决于充电时间常数Ｒ２５Ｃ２的大 小。 当图２中的开关Ｋ１关断时，即Ｒ ２５ 一端不接＋１５Ｖ时， Ｃ２ 不会放电，其左正右负的电压会继续通过Ｖ ６ 成为Ｖ ７ 基 极反向偏压，维持Ｖ７ 截止。直到Ｖ６ 由导通转为截止时， Ｖ７经电阻Ｒ７ ，ＶＤ５ 、Ｖ７ 获得基极电流而再次导通，由此可 见宽脉冲后沿由锯齿波后沿决定。 （ ｂ ） 宽脉冲触发方式波形 图 ３ Ｋ Ｃ ０ ４ 各点波形
图 ４ Ｋ Ｃ ４ １ ６ 路双脉冲形成器外部接线图
四、ＫＣ４２ 脉冲列调制形成器
ＫＣ４２脉冲列调制形成器主要适用于作可控硅三相 桥式全控整流电路的脉冲列调制源。电路具有脉冲占空 比可调性好，频率调节范围宽、触发脉冲上升沿可与同 步调制信号同步等到优点。提高脉冲前沿陡度，减少脉 冲变压器体积。 参考文献 ［１］Ｍｏｈａｎ，Ｕｎｄｅｌａｎｄ，Ｒｏｂｂｉｎｓ．Ｐｏｗｅｒ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ－ ｉｃｓ—Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒｓ，Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ，ａｎｄ Ｄｅｓｉｇｎ［Ｍ］． 北京：高等教育出版社，２ ０ ０ ４ ［ ２ ］张加胜，张磊．电力电子技术［ Ｍ ］ ． 山东： 中国 石油大学出版社， ２ ０ ０ ４ ［ ３ ］ 黄俊， 王兆安． 电力电子技术［ Ｍ ］ ． 北京： 机械 工业出版社， １ ９ ９ ４ ［ ４ ］林忠岳． 电力电子变换技术［ Ｍ ］ ．重庆： 重庆大 学出版社， １ ９ ９ ７ ［ ５ ］莫正康． 电力电子技术［ Ｍ ］ ． 北京： 机械工业出 版社，２０００ ［ ６ ］ 陈坚． 电力电子学： 电力电子变换和控制技术 图 ５ Ｋ Ｃ ４ ２ 脉冲列调制形成器外部接线图 ［ Ｍ ］ ． 北京： 高等教育出版社， ２ ０ ０ ２
收 稿 日 期 ：２００８－０４－０７ 作 者 简 介：李浩光，硕士，助理实验师。张加胜，博士，教授。
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相、脉冲形成、脉冲分选及脉冲放大几个环节。 宽、窄两种工作方式下ＫＣ０４各点的波形分别如图３ （ａ）及图３（ｂ），将两图对比可以发现，在脉冲形成环节 之间两种工作方式下各点的波形基本一致，进入脉冲环 节后，由于Ｋ１分别处于开通状态时，ＫＣ０４中的