基于單正激驅動變壓器的磁通復位問題的研究

圖2 采用脈沖變壓器隔離的兩種晶閘管觸發(fā)驅動控制方式：(a)寬脈沖觸發(fā);(b)正常脈沖列觸發(fā);

(c)磁通不能復位對脈沖列觸發(fā)的影響

為了改變這種情況，使副邊輸出觸發(fā)脈沖的持續(xù)時間符合輸入控制信號的要求，實際當中往往采用對輸入寬脈沖信號進行高頻調制的脈沖列觸發(fā)方式，如圖 2(b)所示。調制頻率一般在數(shù)kHz至數(shù)10 kHz范圍，這一方面可以減小脈沖變壓器鐵芯的體積，另一方面也有利于減小觸發(fā)驅動功率和提高觸發(fā)的可靠性。圖中輸入脈沖控制信號uB1的持續(xù)作用時間與圖(a)中相同，只是按一定占空比經過了高頻調制。在每一個窄脈沖高電平期間，V2管導通，勵磁電流的上升率為正，i0近直線上升。在V2管關斷時，由于原邊反電勢作用使u1為負壓，由VD1和R3支路為i0提供續(xù)流通路，同時，由式(1)得知其變化率為負值，i0開始下降，其下降速度決定于負壓的大小。該負壓由i0在R3上的壓降提供(也可以用齊納穩(wěn)壓二極管來代替R3,與VD1背靠背串聯(lián))。

磁通復位及波形畸變問題

若R3取值較大，反電勢作用產生的u1負值也較大，可以使i0的下降速度較快。其下降速度應保證在下一個窄脈沖到來之前，i0下降到零，從而使鐵芯磁通減小到零，通常稱為磁通復位。圖2(b)所示，為V2管關斷時的u1負值與其導通時的u1正值相等，均等于電源電壓E2時對應的波形(此時V2管關斷時的集電極電位應比電源電壓E2高出一倍)，要求此時輸入脈沖列的占空比最大不能超過50%.圖中uGK可以理解為u2經過整流之后的波形。若R3取值較小，u1負值較小，對降低V2管所承受的集電極電壓有利，但會使i0的下降速度很慢。若脈沖列的占空比較大，在下一個窄脈沖到來時，可能i0并不能下降到零，這樣就會導致鐵芯磁通不能復位到零，經過若干個窄脈沖作用之后，就會越積累越大，逐漸飽和，副邊電壓u2及SCR觸發(fā)脈沖列的幅度會逐漸變小，甚至衰減到零，如圖2(c)所示?？梢奟3的取值應該合理地選擇，取值過大對磁通加快復位有利，但對V2管的耐壓要求提高。實際上VD1和R3就是為了 V1、V2管由導通變?yōu)榻刂箷r，脈沖變壓器TM釋放其儲存能量而設置的。

結束語

本文對采用變壓器隔離的單端正激式晶閘管驅動電路進行了分析研究，主要討論了其傳遞寬脈沖觸發(fā)存在的問題，采用高頻調制脈沖列觸發(fā)帶來的優(yōu)點，高頻調制脈沖列觸發(fā)所涉及的磁通復位、波形畸變及有關參數(shù)設計問題。

需要指出，上述有關線圈驅動及磁通復位原理的分析，在實際當中非常有用，其應用場合遠遠超出了晶閘管觸發(fā)驅動的范圍，比如各種微處理器、微計算機、PLC、變頻器等數(shù)字化控制系統(tǒng)與其外圍被控對象之間的繼電器接口，以及多種開關電源等等。