电路工作原理 - 晶闸管整流桥的使用方法

　　由图2可见， 当A、B、C端口刚送入3φ380VAC时，则：

　　(1)KZi送入的电平为高，TLP741原边不通，则付边不通，整流桥内置的可控硅不会导通，功率回路的充电电流只能通过三相全桥、R5、R6往功率电容C3充电，此前，上位机应禁止负载从功率电容C3上用电;

　　(2)当上位机检测到C3电容两端的电压变化率小于规定值时，则KZi送入的电平为低，允许TLP741原边导通，则付边在满足开通的条件下，随时准备好触发整流桥内置的可控硅导通。此时，如果采样电阻R6上的电压降可能很小，不足以让TLP741内的可控硅导通，或R6上的电压降足够让TLP741内的可控硅导通，但并不足以让整流桥内置的可控硅导通，则在此段时间内，整流桥内置的可控硅可能是不导通的;

　　(3)在送出的KZi信号为低，延时约10ms后(目的：充分保障触发电路准备好)，允许功率回路C3带负载。此时，如果C3电容两端电压比整流出的电压(即图2中的0端对2脚端的电压)高，则整流桥内置的可控硅仍不导通，只有在下一个充电周期：当0端的电压比1端的电压高、且采样电阻R6上的电压降足以让整流桥内置的可控硅导通时，可控硅才会导通。由图2功率回路带电机负载(负载功率约为5KW)后测得的可控硅控制极(6、7端)实际波形如图3、图4所示。

　　由图3可见，在触发脉冲的高电平期间，为可控硅关断时间，为主要由功率电容C3向负载提供功率期，约占整个脉冲周期的1/3;在触发脉冲的低电平时间，为可控硅完全导通时间，为整流回路往功率电容充电并向负载提供功率期，约占整个脉冲周期的2/3。

　　图4为图3波形的部分展开图，或者可以说是瞬时往功率回路充电需要提供的额外电流值：正常值为往电容C3的充电电流(对应图3中的类正弦波部分)，额外值为往负载提供做功的电流(对应图3中的叠加在类正弦波上的纹波部分)。图4中的时间段对应于可控硅的关断转向导通、充电/负载电流均流经电阻R5、R6的过渡期间。由于功率回路的PWM控制周期为6kHz，PWM开通时，电流流经R6，于是有触发脉冲加到可控硅的C、K极，PWM关断时，无电流流经R6，于是无触发脉冲加到可控硅的G、K极，所以此时间段内可控硅的触发脉冲频率也是6kHz。

　　(4)当发现有故障或掉电需要关断可控硅时，上位机在完全断开功率回路的负载后，再使送出的KZi信号为高，则最多延时一个电周期(=1/(6*50) s≈3.33ms)后，可控硅必然关断。

　　(5)重复1～4，即可实现一个完整的控制过程。

　　3 注意事项

　　在图2方案电路中，要关注：

　　(1)电阻功率问题：在图2中，由上分析，可见电阻R5、R6在初次缓上电时瞬时流过的电流非常大，正常带载工作过程，瞬时流过的电流也比较大，所以，在实际应用时，必须注意选取电阻R5、R6的功率足够大;同时，在可控硅开通瞬间，流过电阻R1、R2的瞬间电流也较大，如图5所示，即为图2功率回路带电机负载(负载功率约为5kW)所测得的波形图：

　　由图可见，R6的电压降达7V，在每个供电周期(=50Hz*6=300Hz)均流过电流。由于R2的电压降被可控硅G、K极嵌位在2V以内，则在电阻R1上的压降：

　　≥7-2=5(V)

　　电阻R1上的瞬时功率：≥5*5/47≈0.53(W)

　　可见，电阻R1需承受的功率较大，所以也要注意选取电阻R1、R2的功率足够大，以充分保障整个触发控制电路的可靠性;

　　(2)时序问题：在上电时，如果在桥内的可控硅未满足导通条件，就允许功率回路带上负载，则电阻R5、R6很容易就烧断损坏，所以上电时，一定要保证在充分满足桥内的可控硅所需的开通条件后，再允许功率回路带上负载工作;同样，掉电时，也要充分保证在完全断开负载后，再使可控硅关断。否则，不但很容易会造成缓上电电阻R5、R6甚至R1、R2损坏，也使可控硅可能工作在大电流情况下关断，极易产生很高的关断过压，进而损桥内的可控硅，更是对桥内的可控硅的安全工作造成威胁;

　　(3)电流变化率问题：在任何情况下，必须保证可控硅导通期任何时候的电流变化率都不能超过其标称的重复值;

　　(4)通态平均电流额定值：在实际使用中，由于不能充分保证整流桥的散热，则元件应降额使用。具体降额多少，需根据实际使用状况来决定。

　　(5)驱动光耦问题：由于涉及到强电、弱电隔离，可控硅导通时需要的推动功率较大，光耦付边耐压问题等，必须慎重的选择内置可控硅的推动光耦。