1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。nu焊接電路模擬設(shè)計(jì)模板魏海峰工藝設(shè)計(jì)模板弧焊電源電路課程設(shè)計(jì)說明書設(shè)計(jì)題目題目晶閘管觸發(fā)電路的設(shè)計(jì)及仿真學(xué) 院材料科學(xué)與工程年 級(jí)2012級(jí)專 業(yè)焊接技術(shù)與工程學(xué)生姓名魏海峰學(xué) 號(hào)12089940535指導(dǎo)教師楊文杰佳木斯大學(xué)目 錄1 電源觸發(fā)電路課程設(shè)計(jì)目的和內(nèi)容01.1 電源電路課程設(shè)計(jì)目的01.2 電源電路課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容及要求02 弧焊電源觸發(fā)電路課程設(shè)計(jì)文獻(xiàn)綜述13 主電路形式及觸發(fā)電路設(shè)計(jì)33.1 三相橋式半控電路33.1.1 電阻性負(fù)載43.1.2 帶平衡電抗器雙反星形可控整流電路53.2

2、 晶閘管觸發(fā)電路應(yīng)滿足一下要求：7(1) 觸發(fā)脈沖相位必須與加在晶閘管上的陽極電壓同步。73.3觸發(fā)脈沖應(yīng)有足夠功率信號(hào)極性要求門極為正，陰極為負(fù)73.2.1 用六套觸發(fā)電路73.2.2 用三套觸發(fā)電路83.2.3 用兩套觸發(fā)電路83.3 無論用六套觸發(fā)電路、三套觸發(fā)電路，還是兩套觸發(fā)電路，對(duì)于前一部分的積分微分電路都是一樣的94 觸發(fā)電路設(shè)計(jì)及觸發(fā)電路工作原理分析114.1 要求我們組選擇二套觸發(fā)電路，電路圖如下：114.1.1 0積分電路RC串聯(lián)輸入矩形脈沖電壓，在電容上輸出電壓，積分電路的條件為115 弧焊電源觸發(fā)電路的仿真檢測(cè)13參 考 文 獻(xiàn)17不要?jiǎng)h除行尾的分節(jié)符，此行不會(huì)被打印1

3、 電源觸發(fā)電路課程設(shè)計(jì)目的和內(nèi)容1.1 電源電路課程設(shè)計(jì)目的本設(shè)計(jì)將理論教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)與仿真實(shí)踐相結(jié)合，提高教學(xué)質(zhì)量、培養(yǎng)優(yōu)秀人才,通過弧焊電源電路課程設(shè)計(jì)這一具體教學(xué)活動(dòng)，首先對(duì)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)精神教育，其次是培養(yǎng)學(xué)生的嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)的態(tài)度與道德，最后是進(jìn)行科學(xué)方法的訓(xùn)練，以達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生具有綜合能力的目的。1.2 電源電路課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容及要求1 晶閘管弧焊電源主電路形式、原理及晶閘管觸發(fā)電路綜述；2 常用集成電路等電子器件的性能及使用；3 主要仿真儀器儀表的性能及使用方法；4 晶閘管觸發(fā)電路的設(shè)計(jì)及仿真；1) 電壓比較器的設(shè)計(jì)與使用；2) 三相交流同步正弦波信號(hào)正負(fù)半波的檢測(cè)與波形變換電路設(shè)計(jì)；3)

4、倍頻整形電路的設(shè)計(jì)；4) 鋸齒波同步信號(hào)發(fā)生電路的設(shè)計(jì)；5) 可移相的觸發(fā)尖脈沖的獲得及其整形電路設(shè)計(jì)；6) 兩套、三套或六套雙窄脈沖晶閘管觸發(fā)電路的設(shè)計(jì)；7) 兩套、三套或六套雙窄脈沖晶閘管觸發(fā)電路的仿真及測(cè)試。2 弧焊電源觸發(fā)電路課程設(shè)計(jì)文獻(xiàn)綜述 弧焊逆變器具有高效、節(jié)能、體積小、質(zhì)量輕、多功能、多用途等優(yōu)點(diǎn)，且具有良好的動(dòng)、靜特性和工藝特性。因而，自其問世以來，就受到了較高的重視，發(fā)展迅猛，在各種焊接法的焊接電源中得到了廣泛應(yīng)用12。電子開關(guān)器件是弧焊逆變器的核心之一，對(duì)弧焊逆變器的電路設(shè)計(jì)、性能有很大影響。電子開關(guān)器件的不斷發(fā)展和完善為弧焊逆變器的更新?lián)Q代提供了保證；電子開關(guān)器件的多樣

5、化發(fā)展為開發(fā)各種容量、特性的逆變焊機(jī)提供了豐富的選擇。性能好、可靠性高的電子開關(guān)器件可大大簡化逆變電源的電路設(shè)計(jì)，解決大功率逆變焊機(jī)的設(shè)計(jì)難點(diǎn)，提高逆變電源的可靠性。電子開關(guān)器件的發(fā)展水平是研究弧焊逆變器的主要考慮因素之一1.弧焊逆變器的基本工作原理弧焊逆變器主要由供電系統(tǒng)、電子功率系統(tǒng)(逆變主電路)、電子控制系統(tǒng)、給定與反饋電路、焊接電弧等組成，如圖 1 所示。供電系統(tǒng)將工頻交流電變成直流電，為電子功率系統(tǒng)供電。經(jīng)逆變主電路的大功率電子開關(guān)器件(晶閘管、晶體管、場(chǎng)效應(yīng)管、IGBT等)組 VT 的交換開關(guān)作用，變成幾千至幾萬赫茲的中高頻高壓電，再經(jīng)高中頻變壓器降至適合于焊接的幾十伏低電壓，并借

6、助于電子控制系統(tǒng)的控制驅(qū)動(dòng)電路和給定與反饋電路，以及焊接回路的阻抗來獲得弧焊工藝所需的外特性和動(dòng)特.2. 弧焊逆變器電子開關(guān)器件應(yīng)用現(xiàn)狀弧焊逆變器的應(yīng)用首先依賴于電子開關(guān)器件的發(fā)展和成熟。電子器件的大功率化、性能穩(wěn)定化以及控制性能的優(yōu)化是弧焊逆變器應(yīng)用焊接設(shè)備的前提和基礎(chǔ)。1972 年美國首先研制出一臺(tái) 300 A 晶閘管式逆變焊機(jī)。隨著電力電子技術(shù)和器件的發(fā)展，大功率電子開關(guān)器件不斷出現(xiàn)，逆變焊機(jī)經(jīng)歷了晶閘管晶體管場(chǎng)效應(yīng)管IGBT 四個(gè)階段。我國逆變焊機(jī)研制始于 20 世紀(jì) 80 年代，1982 年研制出第一臺(tái)場(chǎng)效應(yīng)管式逆變焊機(jī)，1990 年研制出第一臺(tái) IGBT 逆變焊機(jī)6。21 晶閘管的

7、應(yīng)用晶閘管(Thyristor)是晶體閘流管的簡稱，1957 年美國通用電氣公司開發(fā)出世界上第一只晶閘管。由于晶閘管容量大、耐壓高、功耗小，特別適合制作弧焊電源。因此在 20 世紀(jì) 60 年代初期，便出現(xiàn)了晶閘管式弧焊整流器，在 20 世紀(jì) 70 年代末期又出現(xiàn)了以晶閘管為開關(guān)元件的弧焊逆變器并主要應(yīng)用于TIG 和焊條電弧焊，后來推廣到 CO2、MIG 等焊接方法和切割。但 20 世紀(jì) 80 年代后期，由于它的頻率偏低、控制性能欠佳、有噪聲干擾等以及新型弧焊逆變器的出現(xiàn)，應(yīng)用比例逐漸減少。新型晶閘管(靜電感應(yīng)晶閘管 SITH、場(chǎng)控晶閘管 MCT 等)的出現(xiàn)，將有利于它的繼續(xù)發(fā)展和應(yīng)用。22 功

8、率晶體管的應(yīng)用功率晶體管(GTR)始于 20 世紀(jì) 70 年代，是一種雙極型大功率電力電子器件。作為功率開關(guān)器件，具有以下特點(diǎn)：(1)容量大，已達(dá)到 400A1200V、1000A400 V，甚至更大，耗散功率達(dá)到 3 kW 以上；(2)工作在開關(guān)狀態(tài)，工作狀態(tài)由基極電流控制，電流動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，需要較大的電流驅(qū)動(dòng)，不利于控制；(3)具有自關(guān)斷能力、開關(guān)時(shí)間短、飽和壓降低和安全工作區(qū)寬等優(yōu)點(diǎn)。由于功率晶體管是雙極型器件，關(guān)斷過程中存在載流子復(fù)合，需一定時(shí)間來完成，限制了弧焊逆變器開關(guān)頻率的提高，逆變頻率約20 kHz。晶體管有二次擊穿現(xiàn)象、負(fù)溫度系數(shù)等問題，這也限制了晶體管式弧焊逆變器的發(fā)展。但由

9、于 GTR 實(shí)現(xiàn)高頻化、模塊化、廉價(jià)化，它在逆變電源中仍有競(jìng)爭力。23 MOSFET的應(yīng)用為了克服晶體管的二次擊穿和需要較大電流驅(qū)動(dòng)(電流控制型)等不足，20 世紀(jì) 70 年代末研制了功率場(chǎng)效應(yīng)管(MOSFET)。功率場(chǎng)效應(yīng)管屬于電壓控制型器件，輸入阻抗較大，只需要控制驅(qū)動(dòng)電壓和極微小的瞬間電流，就能實(shí)現(xiàn)功率場(chǎng)效應(yīng)管的開關(guān)控制，控制性能較好。MOSFET 只有一種載流子，在關(guān)斷過程中不存在兩種載流子的復(fù)合，故其開關(guān)速度快，開關(guān)頻率高，可達(dá)500 kHz7，有利于實(shí)現(xiàn)逆變焊機(jī)的高頻率化。一般 MOSFET 式弧焊逆變器的頻率為 4050 kHz，但也有 50 kHz 以上。另外，功率場(chǎng)效應(yīng)管還具

10、有熱穩(wěn)定性好和抗干擾能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。24 IGBT的應(yīng)用絕緣柵雙極性晶體管(IGBT)出現(xiàn)于 20 世紀(jì) 80圖1 弧焊逆變器主要組成及基本工作原理專題綜述張士亮等：弧焊逆變器的電子開關(guān)器件應(yīng)用現(xiàn)狀及趨勢(shì) 第 12 期· 9·年代，是目前發(fā)展最快的一種混合型電力電子器件，它既有 MOSFET 的輸入阻抗高、控制功率小、驅(qū)動(dòng)電路簡單、開關(guān)速度快、開關(guān)損耗小的優(yōu)點(diǎn)，又具有雙極型功率晶體管的電流密度大、飽和壓降低、電流處理能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，在高壓、大電流、高速三方面是其他功率器件不能比擬的89，因而在逆變焊接電源領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，是目前弧焊逆變器研究的熱點(diǎn)之一。其不足之處是高壓 IG

11、BT 內(nèi)阻大、導(dǎo)通損耗大，并且過電壓、過熱、抗沖擊、抗干擾等承受力較弱，往往需要附加保護(hù)電路。3 弧焊逆變器電子開關(guān)器件應(yīng)用趨勢(shì)弧焊逆變器總的發(fā)展趨勢(shì)是向著大容量、輕量化、高效率、模塊化、智能化發(fā)展，并以提高可靠性、可控性和拓寬用途為核心1。高效和高功率密度是弧焊逆變器追求的主要目標(biāo)之一。高頻化和降低主要器件的功耗是實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的主要技術(shù)途徑。所以，作為弧焊逆變器核心器件之一的功率電子開關(guān)器件，也正朝大功率、模塊化、高頻化、全控化和多功能化的方向發(fā)展。3 主電路形式及觸發(fā)電路設(shè)計(jì)根據(jù)給定的晶閘管弧焊電源主電路形式、工作原理及給定的常用集成電路等電子器件的性能及使用要求確定晶閘管觸發(fā)電路設(shè)計(jì)方案

12、，說明晶閘管弧焊電源主電路形式原理，觸發(fā)電路設(shè)計(jì)方案選擇。3.1 三相橋式半控電路電阻性負(fù)載其電路如圖5-6。圖中T為變壓器，整流電路由三個(gè)晶閘管V1、V3、V5和三個(gè)二極管VD2、VD4、VD6組成，Rf為負(fù)載，其中三個(gè)晶閘管構(gòu)成共陰極，三個(gè)二極管構(gòu)成共陽極。當(dāng)晶閘管控制角=時(shí)波形分析如圖5-7所示。分別在自然換向點(diǎn)t1、t3、t5，觸發(fā)三只晶閘管，使其輪流導(dǎo)通。而二極管則在自然換向點(diǎn)t2、t4、t6處自然換向。圖5-7 0°三相橋式半控整流電路電阻負(fù)載波形a) 相電壓 b) 負(fù)載電壓 c)觸發(fā)電壓d) 管子導(dǎo)通順序當(dāng)30°時(shí)，如圖5-8所示，t1時(shí)刻V1管觸發(fā)導(dǎo)通，電源

13、電壓uab通過V1和VD6加于負(fù)載Rf兩端。在t2時(shí)，共陽極組整 流二極管VD2與VD6自然換向，所以在t2之后，VD2導(dǎo)通，電源電壓uac通過V1、VD2加于負(fù)載，一直到t3時(shí)刻，V3管導(dǎo)通后使V1承受反壓而關(guān)斷，電路轉(zhuǎn)換為V3與VD2導(dǎo)通。Rf兩端電壓是ubc。依此類推。從輸出電壓波形看每個(gè)周期有六次脈動(dòng)，且脈動(dòng)是不均勻的。當(dāng)60°時(shí)，即在滯后于自然換相點(diǎn)60°處觸發(fā)晶閘管得到的負(fù)載波形如圖5-8所示。其特點(diǎn)是，在觸發(fā)晶閘管時(shí)正值二極管的自然換相點(diǎn)，因而晶閘管與二極管同時(shí)換相。 3.1.1 電阻性負(fù)載其電路如圖5-11所示，六只晶閘管：V1、V3、V5接成共陰極組，V2

14、、V4、V6接成共陽極組。現(xiàn)討論電阻性負(fù)載時(shí)的工作情況，先將輸出電抗器L短路起來。要使負(fù)載中流過電流，必需讓上述二組晶閘管中各有一個(gè)同時(shí)導(dǎo)通。與其它全波整流電路一樣，由于管子壓降可以忽略，負(fù)載上承受的是線電壓。工作過程中，共陽極組和共陰極組的晶閘管都在不斷相換，換相時(shí)刻取決于產(chǎn)生觸發(fā)脈沖的相位。為了獲得一周有六個(gè)波峰的負(fù)載電壓波形，則需同時(shí)觸發(fā)兩組晶閘管。即要求同組各晶閘管的觸發(fā)電壓互差120º，二組之間互差60º。如圖5-12所示是，即在自然換點(diǎn)t16上，由互差60º的ug16按序觸發(fā)對(duì)應(yīng)的晶閘管VH16的波形。 圖5-12 a0°三相橋式全控整流電路

15、電阻負(fù)載波形a) 相電壓 b) 負(fù)載電流、電壓c) 觸發(fā)電壓 d) 管子導(dǎo)通順序3.1.2 帶平衡電抗器雙反星形可控整流電路其基本電路，如圖5-16所示，可接成圖5-16a、b形式，其工作原理及組成是一樣的。其結(jié)構(gòu)由六個(gè)晶閘管，一個(gè)平衡電抗器LB和一個(gè)主變壓器組成。主變壓器是三相的，二次有兩組繞組，各以相反極性聯(lián)成星形，故稱“雙反星形”。 帶平衡電抗器雙反星形整流電路，相當(dāng)于正極性和反極性兩組三相半波整流電路的并聯(lián)。各組輸出電壓波形如圖5-21a、b中實(shí)線所示，是各相電壓的包絡(luò)線。任何瞬時(shí)，正、反極性組均有一支電路導(dǎo)通工作，故可將該電路簡化成如5-22所示。圖中ua、ub各為某瞬時(shí)同時(shí)導(dǎo)通的正

16、、反極性支路的變壓器相電壓瞬時(shí)值，晶閘管的正向壓降略去不計(jì) 。平衡電抗器是維持兩組三相半波電路互不干擾各自正常工作所必需的。 圖5-21帶平衡電抗器雙反星形整流電路波形圖(a0°時(shí))電阻負(fù)載波形a) 正極性組的整流電壓波形圖 b) 反極性組的整流電壓波形圖 c) 負(fù)載電壓波形 d) 平衡電抗器兩端電壓波形 e) 整流元件導(dǎo)通順序當(dāng)0°時(shí)。其波形如圖5-21d所示，頻率為電網(wǎng)電壓的三倍、近似于三角波形，其幅值為相電壓幅值的1/2倍。 當(dāng)30°時(shí)，正、反極性組整流電壓uMP和uMP波形如圖5-23所示。 圖5-24為60°時(shí)的波形，正、反極性組整流電壓uMP

17、、uNP波形如圖5-24a、b所示。 圖5-25為60°時(shí)的波形，這時(shí)uMP、uNP都對(duì)稱于橫軸，它們的平均值皆為零。 通過以上分析可知，帶平衡電抗器雙反星形整流器在電路中要有足夠大的電感，與上述其他電路相比它具有以下特點(diǎn)： 1）它相當(dāng)于兩組三相半波整流電路并聯(lián)。它的各相電流流通時(shí)間可延長至120°，而六相半波整流電路每相電流流通時(shí)間只有60°，顯然前者的整流變壓器和整流元件的利用率較高。該電路中，同時(shí)有兩個(gè)晶閘管并聯(lián)導(dǎo)電，每管分擔(dān)1/6負(fù)載電流。而三相橋式整流電路相當(dāng)于兩個(gè)三相半波整流電路的串聯(lián)，同時(shí)有二個(gè)整流元件串聯(lián)導(dǎo)電，每個(gè)晶閘管分擔(dān)1/3負(fù)載電流，后者所用

18、晶閘管的額定電流也就要求較大。同時(shí)后者要考慮兩倍的管子壓降，因而效率較低。因而，一般地說，帶平衡電抗器的雙反星形整流電路更適合于作弧焊電源，因?yàn)榛『鸽娫匆蟠箅娏鞯碗妷骸?2）有六個(gè)晶閘管，觸發(fā)電路比三相橋式半控整流電路的要復(fù)雜，但比三相橋式全控整流電路的簡單。3）整流電壓波形為每個(gè)周波六個(gè)波峰，其脈動(dòng)程度比三相橋式半控電路的小，最低諧波為六次，要求輸出的電感量及體積都較小。 4）需用平衡電抗器，且為保證電路能正常工作，其鐵心不宜飽和。為此，應(yīng)避免該鐵心被直流成分所磁化，要求其抽頭兩邊線圈的直流安匝相互抵消，即兩組整流電路的參數(shù)（主要是變壓器的匝數(shù)和漏感）應(yīng)基本對(duì)稱。（5）多路觸發(fā)脈沖之間應(yīng)有

19、電氣隔離尤其是在三相全控整流電路中各路觸發(fā)脈沖必須在電氣上隔離。 晶閘管觸發(fā)電路晶閘管是半控型器件，它最重要的特性是正向?qū)ǖ目煽匦裕?dāng)陽極加上一定的正向電壓后，還必須在門極和陰極之間加上足夠的正向控制電壓、電流即觸發(fā)電壓、電流,以及達(dá)到維持晶閘管導(dǎo)通的維持電流時(shí)，晶閘管才能從阻斷轉(zhuǎn)化為導(dǎo)通。晶閘管導(dǎo)通后，門極控制信號(hào)就失去了控制作用，直到電源過零時(shí)，其陽極電流小于維持電流，晶閘管才自行關(guān)斷。根據(jù)這一特性，觸發(fā)電壓、電流可以是交流、直流或短暫的脈沖電壓、電流，為減少門極損耗與觸發(fā)功率，常用脈沖電壓、電流觸發(fā)晶閘管。3.2 晶閘管觸發(fā)電路應(yīng)滿足一下要求： (1) 觸發(fā)脈沖相位必須與加在晶閘管上的

20、陽極電壓同步。（2）、觸發(fā)脈沖應(yīng)有足夠功率信號(hào)極性要求門極為正，陰極為負(fù)。（3） 觸發(fā)脈沖可以移相且能夠達(dá)到所要求的移相范圍為了調(diào)節(jié)焊接規(guī)范和控制電源的外特性形狀，需要改變晶閘管的控制角，即通過移相觸發(fā)電路改變觸發(fā)脈沖相位。（4）觸發(fā)脈沖應(yīng)有一定寬度脈沖前沿應(yīng)盡可能陡，以使晶閘管導(dǎo)通后陽極電流迅速上升，超過擎住電流而維持可靠導(dǎo)通。 觸發(fā)脈沖相位必須與加在晶閘管上的陽極電壓同步。3.3觸發(fā)脈沖應(yīng)有足夠功率信號(hào)極性要求門極為正，陰極為負(fù)3.2.1 用六套觸發(fā)電路由于該整流電路中有六只晶閘管，每只晶閘管需要一套觸發(fā)電路，總共需要六套。各相晶閘管的觸發(fā)互不牽制，允許觸發(fā)脈沖的移相范圍大，可達(dá)180&#

21、176;。不過這個(gè)優(yōu)點(diǎn)在這種弧焊整流器中得不到發(fā)揮，因?yàn)閺目蛰d到短路只需觸發(fā)脈沖移相90°即可。這種方案的缺點(diǎn)是觸發(fā)電路套數(shù)太多，各套電路參數(shù)難以達(dá)到一致，因此難以保證三相電路平衡；同時(shí)又增加了電路產(chǎn)生故障的可能性。3.2.2 用三套觸發(fā)電路用三套觸發(fā)電路 該觸發(fā)電路由正、反極性兩組三相半波電路組成，見圖5-26a。a與a相、b與b相、c與c相的晶閘管的陽極電壓剛好相反，完全可以共用一套觸發(fā)電路3.2.3 用兩套觸發(fā)電路 把主電路接成圖5-16b的形式即共陽極接法，各晶閘管在負(fù)半周導(dǎo)通），則可以采用兩套觸發(fā)電路。用一套觸發(fā)電路去觸發(fā)一組三相半波可控整流電路中的晶閘管。圖5-27所示陰

22、影部分是各相觸發(fā)脈沖的移相范圍。由圖可見見，各相所要求的移相范圍是互不重疊的。所以完全可以采用一套觸發(fā)電路依次觸發(fā)各相晶閘管。 用兩套觸發(fā)電路 把主電路接成圖5-16b的形式即共陽極接法，各晶閘管在負(fù)半周導(dǎo)通），則可以采用兩套觸發(fā)電路。用一套觸發(fā)電路去觸發(fā)一組三相半波可控整流電路中的晶閘管。圖5-27所示陰影部分是各相觸發(fā)脈沖的移相范圍。由圖可d、 一套觸發(fā)電路產(chǎn)生的脈沖 3.3 無論用六套觸發(fā)電路、三套觸發(fā)電路，還是兩套觸發(fā)電路，對(duì)于前一部分的積分微分電路都是一樣的如上電路圖中，左半部分是積分電路，右半部分是微分電路，對(duì)R1進(jìn)行計(jì)算，首先對(duì)電路進(jìn)行分析，當(dāng)R、C前面的二極管不導(dǎo)通時(shí)，直流電源

23、對(duì)電容進(jìn)行充電，則12V=UR+UC, 由于數(shù)值較大,充電過程進(jìn)行緩慢，UC<< UR，于是有12VUR=iR而 i=Cd UC /dt所以 UC =1/R1C12dt當(dāng)充電結(jié)束的瞬間，UC=10V,所以 RC=t，而2t=1/f f=50Hz C=0.47uf所以 R1=20K對(duì)R2進(jìn)行計(jì)算，在后面的電容放電， UC持續(xù)下降，直到降到0V，這段時(shí)間在理論上要經(jīng)過無限長時(shí)間UC才衰減為零值。但工程上一般認(rèn)經(jīng)過35時(shí)間完成，暫態(tài)結(jié)束。則有 （35）=5ms而 =R2C C=0.47uf所以 R2=10K因此，有下列仿真電路：圖2-三套仿真電路圖3-六套仿真電路4 觸發(fā)電路設(shè)計(jì)及觸發(fā)電

24、路工作原理分析4.1 要求我們組選擇二套觸發(fā)電路，電路圖如下： 4.1.1 0積分電路RC串聯(lián)輸入矩形脈沖電壓，在電容上輸出電壓，積分電路的條件為1、 取電容兩端電壓為輸出電壓。2、時(shí)間常數(shù)遠(yuǎn)大于矩形脈沖寬度t。在電子技術(shù)中常需要將矩形脈沖信號(hào)變?yōu)殇忼X波信號(hào)，作為掃描電壓使用。當(dāng)輸入矩形脈沖電壓由零跳變到U時(shí)，電容器開始充電，由于時(shí)間常數(shù) 很大，電容器兩端電壓UC在0t這段時(shí)間內(nèi)緩慢增長，UC還沒有達(dá)到U，矩形脈沖電壓已由U跳變到0，電容器通過電阻緩慢放電，UC逐漸下降，在輸出端得到一個(gè)近似鋸齒形波的電壓。波形如上圖中的U4和U5。微分電路與積分電路條件相反，RC串聯(lián)輸入矩形脈沖電壓，在電阻上

25、輸出電壓，矩形脈沖電壓的幅值為U，脈沖寬度為t，脈沖周期為T。 在t=0至t這段時(shí)間內(nèi)，電源對(duì)電容充電；t在下一段時(shí)間內(nèi)，電容通過電阻放電。RC微分電路必須滿足以下兩個(gè)條件：1、 在電阻上輸出電壓。2、 RC充放電時(shí)間常數(shù)遠(yuǎn)小于矩形脈沖寬度t。由于電容兩端電壓不能突變，且<<t，則U0UR=U,則在t之前，電容充電過程很短，即電容兩端電壓很快為U，電阻兩端電壓很快下降到0；在時(shí)間t時(shí)刻，電容通過電阻放電，同樣，由于很小，在下一個(gè)脈沖電壓到來之前，電容放電很快結(jié)束，輸出電壓為兩個(gè)極性相反的尖端脈沖電壓。在脈沖電路中，常應(yīng)用微分電路把舉行脈沖轉(zhuǎn)變?yōu)榧饷}沖，常常作為觸發(fā)信號(hào)。波形如上圖中

26、U8和U9。5 弧焊電源觸發(fā)電路的仿真檢測(cè)兩套、三套或六套雙窄脈沖晶閘管觸發(fā)電路的仿真及測(cè)試(1) 仿真檢測(cè)儀器的選擇(2) 各點(diǎn)檢測(cè)結(jié)果1點(diǎn)（黑）2點(diǎn)（橘）3點(diǎn)（黑） 4點(diǎn)（橘）5點(diǎn)（黑）6點(diǎn)（橘）7點(diǎn)（黑）8點(diǎn)（橘）9點(diǎn)（黑）10點(diǎn)（橘）11點(diǎn)輸出端晶閘管弧焊整流器具有以下主要特點(diǎn)：（1）、控制性能好 晶閘管可以用較小功率的觸發(fā)信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)大功率整流器的輸出控制。與弧焊發(fā)電機(jī)、磁放大器式弧焊整流器相比，其電流電壓控制范圍大，有利于對(duì)焊接參數(shù)進(jìn)行控制，保證參數(shù)穩(wěn)定。（2）、動(dòng)特性好，響應(yīng)速度快 它與弧焊發(fā)電機(jī)和磁放大器式弧焊整流器相比，內(nèi)部電感要小得多，系統(tǒng)時(shí)間常數(shù)可達(dá)十幾毫秒，具有電磁慣性小、響應(yīng)速度快的特點(diǎn)。其動(dòng)態(tài)特性可以采用電子電抗器加以控制調(diào)節(jié)。（3）、調(diào)節(jié)特性好 晶閘管弧焊整流器通過不同的反饋方式，實(shí)現(xiàn)對(duì)弧焊電源外特性形狀的任意控制