新一代晶閘管觸發(fā)模塊KTM2011A的原理及應(yīng)用
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摘要：KTM2011A是青島珠峰科技有限公司推出的新一代晶閘管觸發(fā)模塊，具有體積小、重量輕、觸發(fā)動率大及波形對稱性對等優(yōu)點(diǎn)。文中詳細(xì)介紹了KTM2011A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、工作原理、設(shè)計(jì)特點(diǎn)及具體的應(yīng)用電路。
本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/226481.htm關(guān)鍵詞：觸發(fā)電路 隔離 脈沖 KTM2011A
1 概述
KTM2011A是青島珠峰科技有限公司經(jīng)過優(yōu)化設(shè)計(jì)和精心研制的新一代晶閘管觸發(fā)模塊，具有體積小、重量輕、觸發(fā)功率大及波形對稱性好等優(yōu)點(diǎn)。其輸出可觸發(fā)單相電路中兩個(gè)相位互差180°的晶閘管，可廣泛用于單相交流調(diào)壓、單相橋式半控整流電路中作為晶閘管的觸發(fā)電路，由于模塊內(nèi)部集成有隔離單元，故使用中不需要外接脈沖變壓器。KTM2011具有如下特點(diǎn)：
●采用模塊式封裝且對外絕緣，因此便于安裝和使用；
●焊接板式安裝，可焊接在引腳板上，使用十分方便；
●內(nèi)含隔離環(huán)節(jié)，使用中不需要脈沖變壓器；
●內(nèi)部集成有脈沖功放及整形環(huán)節(jié)輸出，可直接觸發(fā)1650A以上的晶閘管。
2 引腳功能及參數(shù)
2.1 引腳功能
KTM2011A的外形尺寸和引腳排列歸如圖1所示。它有13個(gè)引腳，各引腳的功能如表1所列。
表1 KTM2011A引腳功能說明
| 引腳號 | 符號 | 名稱 | 功能或用法 |
| 1 | VT1 | 同步信號連接端 | 直接接同步電源變壓器副邊的一端 |
| 2 | VT2 | 電源端 | 接用戶提供的工作電源，為抗干擾應(yīng)接一去耦網(wǎng)絡(luò)到地 |
| 4 | V+ | 內(nèi)部整流電路輸出端 | 使用時(shí)接一濾波電解電容到地，同時(shí)接三端穩(wěn)壓電路（如L7812或L7815）的輸入端 |
| 5 | GND | 直流接地端 | 接三穩(wěn)壓器的地及移相信號地端 |
| 6 | Lock | 輸出脈沖封鎖端 | 該端接地時(shí)輸出觸發(fā)脈沖，使用中接用戶故障保護(hù)電路的輸出 |
| 7 | RZ | 鋸齒波幅值和斜率調(diào)節(jié)電位器連接端 | 該端通過一可調(diào)電阻（阻值為100kΩ）接電源Vcc |
| 8 | VZ | 鋸齒波輸出端 | 監(jiān)測鋸齒波幅值和斜率 |
| 9 | VK | 移相電壓輸入端 | 接用戶移相電壓輸入，輸入電壓為0～+10V |
| 10 11 | VOUT1+ VOUT1- | 同步電壓正半周的觸發(fā)脈沖輸出端 | 同步電壓負(fù)半周的觸發(fā)脈沖輸出端 |
| 13 12 | VOUT2+ VOUT2- | 同步電壓負(fù)半周的觸發(fā)脈沖輸出端 | 使用中分別接對應(yīng)負(fù)半周導(dǎo)通晶閘管的門-陰極 |
2.2 極限參數(shù)
KTM2011A的極限工作參數(shù)如下：
●工作電源電壓VCC：+16V；
●輸入交流同步電壓：15～17V；
●輸出直流電壓V+：22V；
●輸入移相電壓VK：0～+10V；
●輸出觸發(fā)電流：≤750mA；
●輸出脈沖幅度：18～21V；
●移相范圍：0～180°；
●脈沖寬度：≮2ms；
●需配變壓器容量：5～10VA；
●輸入、輸出間隔離電壓：2500VDC；
●工作溫度范圍：-10～+70℃。
3 結(jié)構(gòu)及原理
KTM2011A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及工作原理框圖如圖2所示。它由同步環(huán)節(jié)、鋸齒波形成、整流電路、脈沖形成、脈沖放大及隔離整形環(huán)節(jié)共五個(gè)單元電路組成。工作時(shí)，KTM2011A首先將來自同步電流變壓器副邊的電壓信號經(jīng)整流電路整流，
并通過引腳4的內(nèi)部送給脈沖放大與隔離整形電路，同時(shí)將濾波穩(wěn)壓后的電壓經(jīng)引腳3輸入給鋸齒波形成和脈沖形成部分作為供電電源。另一方面，來自同步電源變壓器副邊的電壓信號經(jīng)同步環(huán)節(jié)檢測出過零點(diǎn)，并在鋸齒波形成環(huán)節(jié)根據(jù)用戶在引腳7所接電阻的大小而決定的斜率形成鋸齒波。將該鋸齒波與引腳9輸入的控制電壓Uk相比較以形成對應(yīng)于同步信號的正、負(fù)半周脈沖。此時(shí)如引腳6（Lock）為低電平，則所形成的脈沖經(jīng)脈沖放大與隔離整形電路后輸出；如引腳6（Lock端）為高電平，則脈沖形成環(huán)節(jié)的輸出被封鎖，此時(shí)脈沖放大與隔離整形環(huán)節(jié)無輸出。圖3給出了KTM2011A的工作波形，其中下標(biāo)為對應(yīng)KTM2011A的引腳號。
4 應(yīng)用
KTM2011A可以很方便地在單相橋式半控、單相半波整流電路以及單相交流調(diào)壓系統(tǒng)中用來觸發(fā)晶閘管。圖4給出了KTM2011A的典型接線圖，圖中應(yīng)用L7812作三端穩(wěn)壓器，供電電源為12V。
4.1 單相橋式半控整流電路
圖5的（a）、（b）、（c）分別給出了KTM2011A用于單相橋式半控電路中的三種典型接線圖。圖5（a）用來觸發(fā)共陰極電路，圖5（b）用來觸發(fā)共陽極整流電路，圖5（c）用來觸發(fā)同橋臂的兩個(gè)晶閘管。
4.2 雙向晶閘管觸發(fā)電路
圖6給出了KTM2011A在交流調(diào)壓系統(tǒng)中用來觸發(fā)雙各晶閘管的原理圖。圖中將KTM2011A輸出的兩路脈沖“或”起來作為雙向晶閘管的觸發(fā)脈沖，該調(diào)壓裝置可以輸出較大的功率。
4.3 反并聯(lián)晶閘管觸發(fā)電路
圖7給出了在單相交流調(diào)壓系統(tǒng)中應(yīng)用KTM2011A觸發(fā)兩個(gè)反并聯(lián)晶閘管的原理電路圖。圖中兩個(gè)反并聯(lián)晶閘管可選用較大的容量，因而可用于工業(yè)電爐及其它需要控溫、調(diào)功的場合。需要指出的是，如果把圖5到圖7中的KTM2011A使用電路在三相系統(tǒng)中的每相中使用，便可組成三相半波、三相橋式可控或三相交流調(diào)壓系統(tǒng)。
4.4 應(yīng)用注意事項(xiàng)
在使用KTM2011A時(shí)，有時(shí)盡管已接好電路，但在Uk變化時(shí)，晶閘管卻不能觸發(fā)。這是因?yàn)榧拥骄чl管兩端的交流電壓相位與解發(fā)脈沖相位不同步引起的。此時(shí)只要將同步電源變壓器原邊或副邊繞組的兩根線對調(diào)，即可正常工作。
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