晶闸管双窄脉冲触发电路的设计

摘要

电力电子技术诞生自今已有50多年的历史，尽管可供电力电子行业技术人员选用的电力电子器件有40多种，但直到今天晶闸管仍占据着单容量的霸主地位。因其触发性能的好坏，对晶闸管控制系统的可靠性、快速性、稳定性，以及调节范围和精度都有很大影响。其触发电路的设计也从原先的分立式触发器（主要有阻容移相桥、单结晶体管、正弦波同步、锯齿波同步、三角波同步）发展到模拟集成触发器，再到数字集成式触发器，直至现在着力研究的数字化、模块化、智能化晶闸管触发器。本文着重阐述了同步信号为锯齿波的触发电路的工作原理及其双窄脉冲的形成过程设计，继而推出智能型触发器的设计。

关键词：晶闸管；锯齿波；双脉冲；触发；移相；数字触发器

Abstract

Power electronic technology has a history of more than 50 years, Although the power electronous devichas chosen power electronics has a variety of about 40, nowadays thyristor still occupies the dominance of the single capacity. Triggering performance has adeep effect on thyristor controlled system reliability, quickness, stability, and the adjusting range and accuracy. Its triggercircuitdesign also:develops from the original are mainly flip-flops (phase shifting reluctance to let bridge, and single junction transistor, sine wave synchronization, sawtooth wave synchronization, triangle wave synchronous) to analog integrated flip-flop to digital integrated type flip-flop then to now focusing on research digitization, modular,intelligent thyristor trigger. Now the paper elaborates improve the design synchronous signal is a sawtooth wave DE trigger circuit principle of work the form of wave double pulse , and their indelible roles in development.

Keywords：thyristor; sawtooth wave; double pulse triggering; phase shifting; Digital trigger

目录

摘要 ......................................................................... I Abstract ................................................................... II 1 绪论 ..................................................................... 1 1.1引言 ................................................................ - 1 - 1.2 晶闸管触发器的发展状况 ................................................ 1 1.2.1分立式晶闸管触发器 .................................................. 1 1.2.2 模拟集成式晶闸管触发器 ........................................... - 2 - 1.2.3 数字集成式晶闸管触发器 ............................................. 2 1.3 晶闸管触发器的发展趋势及论文的主要内容 ............................. - 3 - 2 晶闸管 ................................................................. - 4 - 2.1 晶闸管及其控制方式 .................................................. - 4 - 2.2 晶闸管的伏安特性 .................................................... - 5 - 3 触发电路 ............................................................... - 6 - 3.1 变流器对触发电路的要求 .............................................. - 6 - 3.2 触发电路的类型 ...................................................... - 6 - 3.3 晶闸管对触发电路的要求 .............................................. - 7 - 3.3.1 触发脉冲的作用 ................................................... - 7 - 3.3.2 触发脉冲参数要求 ............................................... - 8 - 3.3.3 触发脉冲形式要求 ................................................... 8 3.4 单结晶体管的触发电路分析 ............................................... 9 3.4.1 常见的触发脉冲电压波形 ............................................. 9 3.4.2 要求 ............................................................... 9 3.4.3 具有同步环节的单结晶体管触发电路 .................................. 10 3.5 同步信号为锯齿波的触发电路的研究 ...................................... 11 3.5.1 脉冲的形成与放大电路 .............................................. 11 3.5.2 锯齿波的形成脉冲移相 .............................................. 13 3.5.3 同步环节电路 ...................................................... 15 3.5.4 三相桥式全控整流电路 .............................................. 16

3.5.5 双窄脉冲的形成环节电路的设计 ...................................... 17 3.5.6 强触发电路环节 .................................................... 18 3.6 防止误触发的措施的研究 ............................................... 18 4 智能型双窄脉冲触发电路的设计 ............................................ 20 4.1 硬件原理图设计 ....................................................... 20 4.1.1 RC移相及同步电路的实现 ............................................ 20 4.1.2 主控芯片的选用 .................................................... 22 4.1.3 A／D转换器 ....................................................... 22 4.1.4 闭环调节器 ........................................................ 22 4.1.5 脉冲放大与输出电路 ................................................ 23 4.1.6 过压、过流、欠压和过热等外部故障保护电路 .......................... 24 4.1.7 电源设计 .......................................................... 25 4.1.8 软件部分 .......................................................... 25 4.2 双窄脉冲的形成 ........................................................ 29 5 总结与展望 .............................................................. 31 参考文献 ................................................................... 32 致谢 ....................................................................... 33 附录： ..................................................................... 34

1 绪论

1.1引言

自第一只晶闸管诞生以来，电力电子技术已发展了50多年，由于晶闸管所能承受的电压和电流容量仍然是目前电力电子器件中最高的，所以晶闸管仍是人类可以使用的单管容量(电压乘以电流)最大的电力电子器件。在我国每年投运的电力电子设备中，晶闸管的装机容量仅次于电力整流管的电力电子器件，在特大功率电力电子设备中的霸主地位直至今天也是任何其它电力电子器件所无法取代的，因此在特大功率电气传动设备或电力电子变流系统中，承担电能变换或控制任务的主要电力电子器件仍是晶闸管。而晶闸管要导通，就必须保证当阳阴极承受正向电压时，门阴极有触发脉冲，所以在晶闸管类电力电子设备的应用中必不可少的是对晶闸管触发器的研究，触发器性能的好坏，对晶闸管控制系统的可靠性、稳定性、快速性，以及调节范围和精度都有很大影响，也就是说只有晶闸管触发器产生可靠的门极触发脉冲，晶闸管才可能正常工作，晶闸管类电力电子设备的工作性能才能进一步提高。

1.2 晶闸管触发器的发展状况

1957年，美国GE公司发明了人类第一只晶闸管(Thyristor)，开辟了电力电子技术的新阶段，为今日电力电子技术的日新月异奠定了坚实的基础。在此期间，伴随着晶闸管自身的发展，为其提供触发脉冲的触发器也在不断的演进，从最初阶段的分立式晶闸管触发器到后来广泛应用的多片、单片模拟集成式晶闸管触发器，再到现在正热门开发的数字集成式晶闸管触发器，晶闸管触发器的发展可谓是突飞猛进。可以预言，将来晶闸管触发器必然向着更高性能发展。数字化、智能化、模块化是晶闸管触发器发展的必然趋势。 1.2.1分立式晶闸管触发器

20世纪60年代后期至70年代初期，晶闸管主要用来取代汞弧整流器实现从交流到直流的转化，电力电子行业称之为顺变器阶段。在该阶段内，晶闸管应用的主要领域是电解、电镀和直流调速等，其触发器绝大部分都是分立式触发器，主要有阻容移相桥、单结晶体管、正弦波同步、锯齿波同步、三角波同步等几种触发器。由于分立器件的分散性以及所用元件的数量较多，因而决定了一个晶闸管的触发器就是一块控制板，所以这一时期生产的晶闸管类电力电子设备几乎全为多块控制板式的插件箱。单相全控桥晶闸管整流系统，就需四块触发器板、一块正电源板、一块负电源板、一块保护板、一块调节板，共八块控

制板。用量较大的晶闸管三相桥式全控整流系统，需要六块触发器板，一块调节板，一块保护板，一块给定板，两块电源板，一块放大板共有十二块控制板，组成插件箱结构。对于用户来说，要想构成一个晶闸管变流装置，只能在市场上买到各个组成单元，要将各个组成单元拼接在一起才能构成完整的系统整体，而且，各组成单元的功能有时并不能满足实际的需要，经常需进行大量的二次开发过程，消耗大量的人力物力。并且分立器件分散性大，其参数易受环境温度等变化的影响而漂移，所以这种分立式晶闸管触发器的可靠性相对较差，系统结构及配线较复杂，使用起来很不方便。

目前，分立式晶闸管触发器已被集成式触发器所取代，在新生产的晶闸管类电力电子设备中，分立式晶闸管触发器己不再使用。 1.2.2 模拟集成式晶闸管触发器

20世纪70年代后期至今，世界上电力电子技术发达的国家不断推出了模拟集成式触发器，这种集成触发器将同步信号、脉冲移相、脉冲形成等触发电路的几个主要环节制作在一个集成块内，外部有适当的引出管脚，使用时，只需接上电源、引入同步电源、控制信号，加上简单的外部辅助电路，就可以得到所需要的触发脉冲。目前国内常用的多片集成式触发器有KJ、KC系列、TCA785等，这种小规模集成电路，通过比较三相锯齿波信号和直流控制信号来获得移相信号的相位参考点，而三相锯齿波信号的斜率、占空比、幅度等与分离的每相元器件参数密切相关，信号中比较小的干扰可能造成较大的相移误差，因而电路的可靠性和自动平衡能力较差。同时，在三相桥式全控整流电路中，必须采用5片集成电路，使用时存在电路功耗大、抗干扰能力差、长期可靠性差等问题。 1.2.3 数字集成式晶闸管触发器

以往的模拟触发电路都是利用控制电压的幅值与交流同步电压综合来获得同步和移相脉冲，即用控制电压的模拟量来直接控制触发角，而晶闸管触发信号本质上是一种离散量，完全可以由数字信号来实现。随着微电子技术的发展，特别是微型计算机的广泛应用，数字式触发器的控制精度和响应速度可大大提高，同时，由微处理器做成的晶闸管数字触发器因不存在模拟触发器的分散性以及一致性差等缺陷，故使触发器技术又向前推进了一步。最早的数字式触发器是由单板机最小系统实现的，后来开发了具有相序自适应功能及自对相功能的单片数字式触发器。后来，随着单片机技术的发展，人们采用单片机控制技术开发出了晶闸管数字触发器，该类触发器因为采用数字运算而性能稳定，产生的触发脉冲对称度好、易调整，弥补了模拟集成式触发器使用必须确定同步电压相序等不足，它仅用一片单片机，借助巧妙的软件设计便实现了模拟触发器的所有功能，并具有相序自适应、

缺相保护、内含数字PI调节器、参数在线调节等功能，还能实现系统的智能控制，是国内晶闸管触发器开发研究的一个热点。

1.3 晶闸管触发器的发展趋势及论文的主要内容

由于环境、能源、社会、高效化的要求，电力电子设备正向高性能化、智能化、数字化、系统化及绿色化发展，作为电力电子设备核心器件的晶闸管触发器也就必然要朝着数字化、模块化和智能化方向发展。

但究其根本其原理离不开分立式晶闸管触发器。本文主要以同步信号为锯齿波的触发电路为对象阐述其原理。为发展数字化、模块化和智能化的晶闸管触发器打下坚实基础继而对智能化触发电路的设计。

2 晶闸管

2.1 晶闸管及其控制方式

我国目前生产的晶闸管，从外形上分，有两种形式：螺栓式和平板式，晶闸管是一种大功率的PNPN四层半导体元器件，具有三个PN结，引出三个极，阳极A、阴极K、门极（控制极）G，其外形及符号如图2.1(a)所示，各管脚名称（阳极A、阴极K、具有控制作用的门极G）标于图中。图2.1(b)所示为晶闸管的图形符号及文字符号。

(b)电气图符号及

文字符号

(a)部分晶闸管的外形

图2.1 晶闸管的外形及符号

晶闸管的工作原理如下：

(1)当晶闸管承受反向阳极电压时，无论门极是否有正向触发电压或者承受反向电压，晶闸管不导通，只有很小的的反向漏电流流过管子，这种状态称为反向阻断状态。说明晶闸管像整流二极管一样，具有单向导电性。

(2)当晶闸管承受正向阳极电压时，门极加上反向电压或者不加电压，晶闸管不导通，这种状态称为正向阻断状态。这是二极管所不具备的。

(3)当晶闸管承受正向阳极电压时，门极加上正向触发电压，晶闸管导通，这种状态称为正向导通状态。这就是晶闸管闸流特性，即可控特性。

(4)

晶闸管一旦导通后维持阳极电压不变，将触发电压撤除管子依然处于导通状态。即

门极对管子不再具有控制作用。

(5)若要使已导通的晶闸管关断，只能利用外加电压和外电路的作用使流过晶闸管的电流降至接近于零的某一数值以下。

2.2 晶闸管的伏安特性

以上特点反映到晶闸管的伏安特性上如图 2.2所示。位于I区象限的是正向特性，位于III象限的是反向特性。当IG=0时，如果在其间两端施加正向电压，则晶闸管处于正向阻断状态，只有很小的正向漏电流流过。如果正向电压超过临界值即正向转折电压Ubo，则漏电流急剧增大，器件开通（由高阻区经虚线负阻区到低阻区）。随着门极电流幅值的增大，正向转折电压降低。导通后的晶闸管特性和二极管的正向特性相仿。即使通过较大的阳极电流，晶闸管本身的压降也很小，在1V左右。导通期间，如果门极电流为零，并且阳极电流降至接近于零的某一数值Ih一下，则晶闸管又回到正向阻断状态。当在晶闸管上施加反向电压时，其伏安特性类似二极管反向特性。晶闸管处于反向阻断状态时，外电路如无限制措施，则反向漏电流急剧增大，导致晶闸管发热损坏。

晶闸管的门极电流是从门极流入晶闸管，从阴极流出。阴极是晶闸管主电路与控制电路的公共端。门极触发电流往往是通过触发电路在门极和阴极之间施加触发电压而产生的。为保证可靠、安全的触发，门极触发电路所提供的触发电压、触发电流和功率都应限制在晶闸管伏安特性曲线中的可靠触发区。

3 触发电路

3.1 变流器对触发电路的要求

变流器除主电路(分别为整流电路、逆变电路、交流变换电路和直流变换电路）外，还需有控制功率开关元件通断的触发电路（或称驱动电路）和实现对电能调节、控制的控制电路。变流器的触发电路包括脉冲发生器和脉冲输出器两部分组成。前者根据控制信号的要求产生一定的频率、一定的宽度和一定相位的脉冲；后者将此脉冲的电平放大为适合变流器中功率开关元件需要的驱动信号。

3.2 触发电路的类型

触发电路按控制的功能可分为相控触发电路路（用于可控整流器、交流调压器、直接降频器和有源逆变器）、斩控触发电路和频控触发电路。采用正弦波的频控电路不仅能控制逆变器的输出电压，还能改善输出电压的质量。

相控触发电路。应用于可控整流器、交流调压器、直接降频器和有源逆变器中。根据 变流器主电路相数分为单相、三相和多相相控触发电路。在多相相控触发电路中，各晶闸管，特别是同一相的一对晶闸管的触发滞后角的一致是非常重要的。如各晶闸管的触发电路移相通道相同，则触发滞后角相同。相控触发电路按移相通道还可分为单通道、三通道和多通道。单通道的相控触发电路的触发滞后角一致性好，三通道的次之，多通道的最差。

斩控触发电路。可按控制方式分为脉冲宽度控制、脉冲频率控制和宽度频率混合控制。脉冲宽度控制保持方波脉冲的周期不变，仅改变脉冲宽度。脉冲频率控制保持方波脉冲的宽度不变，仅改变方波的周期。在宽度频率混合控制中，方波脉冲的宽度和频率都改变。

频控触发电路。将控制信号转变为某一频率的脉冲或脉冲群，再由这些脉冲驱动无源逆变电路中的大功率晶体管或其他功率开关元件。频控触发电路按其能否控制逆变器的输出电压分为脉宽调制频控触发电路和导电角度恒定的频控触发电路。前者又可按调压方法分为单脉冲调制、多脉冲方波调制和正弦波调制的频控触发电路。采用正弦波调制的频控触发电路不但能控制逆变器的输出电压，还能改善输出电压的质量。

脉冲输出器。触发电路产生的脉冲信号经脉冲输出器产生驱动信号。按驱动对象可分为以下 4种。

(1)晶闸管驱动电路：当信号要求晶闸管导通时，产生幅度和宽度足够的正门极脉冲电流。

(2)可关断晶闸管驱动电路：当信号要求可关断晶闸管关断时，产生幅度和宽度足够的负门极脉冲电流。

(3)功率晶体管驱动电路：当信号要求功率晶体管导通时，产生足够的基极驱动电流；当信号要求功率晶体管关断时，使基极驱动电流降到零或变负。

(4)功率场效应晶体管驱动电路：根据信号的要求，提供场效应晶体管合适的栅极电压。在很多变流电路中，要求控制电路和功率开关元件之间电隔离。按完成隔离的器件种类，可分为光电耦合器件隔离和脉冲变压器隔离。光电耦合器件的输出信号功率较小，一般都得经过放大后才能驱动功率开关元件。脉冲变压器输出信号一般可以直接驱动功率开关元件。

3.3 晶闸管对触发电路的要求

晶闸管触发电路的作用是将控制信号Uk转变成延迟角α（或β）信号，向晶闸管提供门极电流，决定各个晶闸管的导通时刻。因此，触发电路与主电路一样是晶闸管装置中的重要部分。两者之间既相对独立，又相互依存。正确设计的触发电路可以充分发挥晶闸管装置的潜力，保证运行安全可靠。触发电路在晶闸管变流装置中的地位如图3.1所示，可把触发电路和主电路看成一个功率放大器，以小功率的输入信号直接控制大功率的输出。

图3.1触发电路在晶闸管装置中的地位

3.3.1 触发脉冲的作用

各种电力电子器件的门极或控制极的控制电路都应提供符合一定要求的触发脉冲。对于晶闸管的触发脉冲来说，其作用是决定晶闸管的导通时刻，同时还应提供相应的门极触发电压和门极触发电流。

触发脉冲除了包括脉冲的电压和电流参数外，还应有脉冲的陡度和后沿波形，脉冲的相序和相角以及与主电路的同步关系，同时还须考虑门控电路与主电路的绝缘隔离问题和抗干扰、防止误触发问题。由于晶闸管是半控型器件，管子导通后即失去控制作用，为了减少门极损耗，故门极输出不用直流而用单脉冲或双脉冲，有时还采用由许多单脉冲组成的脉冲列，以代替宽脉冲。

3.3.2 触发脉冲参数要求

触发脉冲的主要参数有触发电流、脉冲宽度等，具体要求如下：

(1)触发电流--晶闸管是电流控制型器件，只有在门极里注入一定幅值的触发电流时才能触发导通。由于晶闸管伏安特性的分散性，以及触发电压和触发电流随温度变化的特性，所以触发电路所提供的触发电压和触发电流应大于产品目录所提供的可触发电压和可触发电流，从而保证晶闸管的可靠触发，但不得超过规定的门极最大允许触发电压和最大允许触发电流。实际触发电流可整定为3～5倍的额定触发电流。

(2)触发脉冲宽度--触发脉冲的宽度应能保证使晶闸管的阳极电流上升到大于擎住电流。由于晶闸管的开通过程只有几微秒，但并不意味着几微秒后它已能维持导通。若在触发脉冲消失时，阳极电流仍小于擎住电流，晶闸管将不能维持导通而关断。因此对脉冲宽度有一定要求，它和变流装置的负载性质及主电路的形式有关。对于三相全控桥电路,要求双窄脉冲宽度为20°-30°。

(3)强触发脉冲--触发脉冲前沿越陡，越有利于并联或串联晶闸管的同时触发导通。因此在有并联或串联晶闸管时，要求触发脉冲前沿陡度大于或等于10V/uS，通常采取强触发脉冲的形式。另外，强触发脉冲还可以提高晶闸管承受di/dt的能力。

(4)触发功率--触发脉冲要有足够的输出功率，并能方便地获得多个输出脉冲，每相中多个脉冲的前沿陡度不要相差太大。为了获得足够的触发功率，在门极控制电路中通常要功率放大电路。

3.3.3 触发脉冲形式要求

在晶闸管的触发电路中，除了对触发脉冲的具体参数有所要求外，还对触发脉冲的形式有下列要求：

(1)正向脉冲--晶闸管的触发电路必须保证加在晶闸管的门极上是一个对阴极为正电压的触发脉冲。

(2)脉冲形式--触发脉冲在形式上有宽脉冲、窄脉冲、脉冲列等多种，一般为了减小损耗采取窄脉冲或双窄脉冲的形式。有时也采用对宽脉冲进行高频调制，得到脉冲列的形式。

(3)与主电路同步--在可控整流、有源逆变及交流调压的触发电路中，为了使每一周波重复在相同的相位上触发，触发脉冲必须与上升变流装置的电源电压同步，即触发信号与主电路电源电压保持固定的相位关系。否则负载上的电压会忽大忽小，甚至触发脉冲出现在电源电压的负半周，使主电路不能正常工作。

(4)抗干扰能力--晶闸管的误导通往往是由于干扰信号进入门极电路而引起的，因此需

要在触发电路中采取屏蔽等抗干扰措施，是为了防止晶闸管的误触发。

除上述要求外，触发脉冲的移相范围除了应满足变流装置主电路的要求，另外触发脉冲的频率也应可调，以适应变频电路和斩波电路的要求。

3.4 单结晶体管的触发电路分析

3.4.1 常见的触发脉冲电压波形

(a)正弦波 (b)尖脉冲 (c)方脉冲 (d)强触发脉冲 (f)脉冲列

3.4.2 要求

多数晶闸管电路要求触发脉冲前沿要陡，以实现精确的触发导通控制。当负载为电感性时，触发脉冲必须具有一定的宽度，以保证晶闸管的电流上升到擎住电流以上，使之可靠导通。

单结晶体管。 (1)单结晶体管的结构

单结晶体管是在一块高电阻率的N型硅片两端用欧姆接触方式引出第一基极b1和第二基极b2，b1

与b2之间的电阻为

N型硅片的电阻体，约为3

～12kΩ，在硅片靠近b2

极掺

入P型杂质，形成PN结，由P区引出发射极e。

( a)图形符号 (d)外形及管脚

(2)单结晶体管型号：有BT33和BT35两种，其中B表示半导体，T表示特种管第一个数字3表示有3个电极，第二个数字3(或5)表示耗散功率300mW(或500mW)。

(3)工作原理

(a)单结晶体管伏安特性 (b)特性曲线族

图3.4 单结晶体管伏安特性

单结晶体管可分为以下三个区：截止区、负阻区、饱和区导通条件：发射极电压达到。图3.5所示为单相桥式半控整流电路的触发电路，其方式采用单结晶体管同步触发电路，其中单结晶体管的型号为BT33，电路图及参数如图3.5所示。

B

220V

图3.5 单结晶体管触发电路

3.4.3 具有同步环节的单结晶体管触发电路

前面已知要使晶闸管导通，除了加上正向阳极电压外，还必须在门极和阴极之间加上适当的正向触发电压与电流。为门极提供触发电压与电流的电路称为触发电路。对晶闸管触发电路来说，首先触发信号应该具有足够的触发功率（触发电压和触发电流），以保证晶闸管可靠导通；其次触发脉冲应有一定的宽度，脉冲的前沿要陡峭；最后触发脉冲必须与主电路晶闸管的阳极电压同步并能根据电路要求在一定的移相范围内移相。

此同步电路既作为触发电路同步电压又作为触发电路工作电源。同步变压器与晶闸管由同步变压器、桥式整流电路VD1～VD4、电阻R2及稳压管组成。同步变压器一次侧与晶闸管整流电路接在同一相电源上，交流电压经同步变压器降压、单相桥式整流后再经过稳压管稳压削波形成一梯形波电压，该电压既是单结管的电源又作为触发电路的供电电压。从而实现触发电路与整流主电路的同步。调节RP就可以改变电容C的充电电流大小，改变电容C的电压达到晶体管峰值电压UP的时间，改变触发脉冲的第一个触发脉冲出现的时间，即改变晶闸管的控制角 。

3.5 同步信号为锯齿波的触发电路的研究

在分析电路工作原理之前，先介绍几个名词术语和概念。

控制角 ：控制角 也叫触发角或触发延迟角，是指晶闸管从承受正向电压开始到触发脉冲出现之间的电角度。

导通角 ：是指晶闸管在一周期内处于导通的电角度。

移相：移相是指改变触发脉冲出现的时刻，即改变控制角 的大小。

移相范围：移相范围是指一个周期内触发脉冲的移动范围，它决定了输出电压的变化范围。

3.5.1 脉冲的形成与放大电路

脉冲的形成环节由晶闸管V4、V5组成，V7、V8起脉冲放大作用。控制电压Uco加在V4的基极上电路的触发脉冲由脉冲变压器TP二次侧输出，其一次绕组接在V8集电极电路中。

当控制电压Uco=0时，V4截止。+E1（+15 V）电源通过R11供给V5一个足够大的基极电流，使V5饱和导通，所以V5的集电极Uc5接近—E1（-15V）。V7、V8处于截止状态，无脉冲输出。另外，电源的+E1(15V)经R9、V5发射结到-E1（-15V）,对电容C3充电，充满后电容两端电压接近2E1（30V）如图：

当控制电压Uco=0.7V时，V4导通，UA由+E1（+15V）迅速降至1.0V左右，由于电容C3两端的电压不能突变，所以 V5 基极电位迅速降至约-2E1（-30V），由于V5发射极反向偏置，V5立即截止。它的集电极电压由-E1（-15V）迅速上升到钳位电压+2.1V（VD6 、 VD7 、 VD8三个PN结正向压降之和），于是V7、V8导通，输出触发脉冲。同时，电容C3经电源+E1、R11、VD4、V4 放电和反向充电，使V5基极电位逐渐上升，直到Ub5>-E1(-15V),V5又重新导通。这时Uc5又立即降至-E1，使V7、V8截止，输出脉冲终止。可见，脉冲前沿由 V4导通时刻确定,V5(或V6)截止持续时间为脉冲宽度。所以脉冲宽度与反向充电回路时间常数R11C3有关.。

CC

图3.6 脉冲的形成与放大

图3.7 锯齿波移相触发电路电压

3.5.2 锯齿波的形成脉冲移相

锯齿波波的形成方案较多，如采用自举式电路、恒流源电路等。图为恒流源电路方案，由V1、V2、V3和C2等元件组成，其中V1、VS、RP2、和R3为一恒流源电路。

当V2截止时，恒流源电流I对电容C2充电，所以C2两端的电压Uc为 Uc=1/C∫It

Uc按线性增，即V3的基极电位Ub3按线性增长。调节电位器RP2即改变C2的恒定冲电电流I，可见RP2是调节锯齿波的斜率的。

当V2导通时，由于R4阻止小，所以C2迅速放电，使Ub3迅速降至零伏附近。当V2周期性的导通关断时，Ub3便形成一锯齿波，同样Ue3也是一个锯齿波电压，射极跟随器是减少控制回路的电流对锯齿波Ub3的影响。

V4管的基极电位由锯齿波电压、直流控制电压、直流偏移电压三个电压作用的叠加值所，他们分别通过电阻R6、R7和R8与基极相接。

设Uh为锯齿波电压Ue3单独作用在V4基极b4时的电压，其值为

uh ue3

R7//R8

3.5.3 同步环节电路

（1）什么是同步

触发信号和电源电压在频率和相位上相互协调的关系叫同步。例如，在单相半波可控整流电路中，触发脉冲应出现在电源电压正半周范围内，而且每个周期的 角相同，确保电路输出波形不变，输出电压稳定。

（2）同步电路组成

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