2.项目六任务二数字移相触发电路

电力电子技术主编徐立娟

数字移相触发电路

1任务描述与目标

2相关知识3任务实施提

纲

一、任务描述与目标任务描述：目前晶闸管触发电路分为模拟电路和数字电路两种，前面介绍的单结晶体管触发电路、锯齿波同步触发电路及集成触发电路属于模拟电路，数字电路分为可编程数字移相触发电路和数字移相触发电路。可编程数字移相触发电路是通过编程设置同步和移相，如基于单片机的晶闸管触发电路和基于CPLD（Complex

Programming

Logic

Device，复杂可编程逻辑器件）的晶闸管触发电路。数字移相触发电路是用计数的方法对晶闸管的移相触发进行控制，具有稳定性高、精度高、对称性好、抗干扰能力强、调试方便等优点，还可以实现远距离控制，因此被广泛地应用。任务名称：数字移相触发电路

一、任务描述与目标任务目标：（1）了解数字移相触发电路。（2）能分析数字移相触发电路的工作原理。（3）会根据数字移相触发电路的工作原理调试触发电路。（4）在小组实施任务过程中增强团队合作意识。

二、相关知识数字移相触发电路组成01数字移相触发电路由同步移相、数字脉冲的形成、功率放大等部分组成。数字移相触发电路的特征是用计数（时钟脉冲）的办法来实现移相，它的时钟脉冲振荡器是一种电压控制振荡器，其输出脉冲频率受α移相控制电压Uc

的控制，Uc

升高，则振荡频率升高，而计数器的计数量是固定的，计数器脉冲频率高意味着累计一定脉冲数所需时间短，即延时时间短，α小，反之则α大。数字移相触发电路原理如下图所示。图中采用集成数字电路器件，CD4046为锁相环集成块，NE556为双时基电路集成块，CD4020为14位二进制串行计数器集成块，运放为LM324集成块，异或门为4070集成块，或非门为4001集成块。

二、相关知识数字移相触发电路组成01

二、相关知识数字移相触发电路工作原理02触发脉冲的产生工作原理分析以a相同步信号产生的触发脉冲为例。移相电路由RP2、R2、R3及C2组成，移相后的同步电压经零电压比较器A1变换后输出方波电压，该电压经异或门A2和或非门A3组合后输出相位互差180°的矩形波同步信号。它们分别控制A7和A8的输出，允许A7的输出在同步电压正半周给整流电路中的晶闸管VS1提供触发脉冲，而A8的输出在同步电压负半周给整流电路中的晶闸管VS4提供触发脉冲。延时信号在异或门A5中组合，A5的输出端获得与同步电压波形过零点相对应的窄脉冲作为A6（计数器）的置零脉冲。来自CD4046的引脚4的脉冲列与A6的引脚14输出信号分别输入异或门A4，经A4调制后输出到A6的引脚10，作为A6的CP(Clock

Pulse)时钟脉冲信号。

二、相关知识数字移相触发电路工作原理02触发脉冲的产生14位二进制串行计数器4020，内部有14个T型触发器，引脚10是时钟脉冲输入端。当引脚11为低电平时，CP脉冲下降沿计数；当引脚11为高电平时，14个T型输出触发器输出均为低电平，即Q1～Q14均为零。A6的引脚14输出为Q10（第10个T型触发器的输出），当29=512个脉冲下降沿到来时，Q10=1。A6的引脚10由A4控制。当A6的引脚14为低电平时，A6才能按CP脉冲计数，待第512个CP脉冲的下降沿到来时，A6的引脚14变为高电平，这时，A6的引脚10无CP脉冲而停止计数，A7的输出端由高电平变为低电平。A7的输出经由电阻器R6和电容器C5组成的微分电路使NE556的引脚8有负向脉冲输入，NE556的引脚9则会输出一个正脉冲，该脉冲与c相同步信号负半周所产生的脉冲经过二极管VD3、VD4合成为一个相位差为60°的双窄脉冲。

二、相关知识数字移相触发电路工作原理02触发脉冲的产生晶体管VT1与脉冲变压器T1组成触发电路的功率放大电路，触发电路输出的双窄脉冲信号经功放电路中的晶体管VT1放大后由脉冲变压器T1输出，即有触发脉冲去触发晶闸管VS1。同理，在同步电压负半周时，也有类似上述过程，从而触发晶闸管VS4。锁相环CD4046及其周围电路构成电压-频率转换器，其输出信号的周期随控制电压Uc而线性变化，电位器RP13的作用是调节最低输出频率（相当于模拟电路的偏移电压）。数字移相触发电路各点电压波形（α=150°）如图所示。

二、相关知识数字移相触发电路工作原理02触发脉冲的产生

二、相关知识数字移相触发电路工作原理02触发脉冲顺序触发脉冲顺序与项目四中集成触发