一種簡約整流電路的設計

摘要：為了降低整流電路的復雜程度，使其移相操作更簡單方便，該設計運用鎖相環的倍頻原理和通用集成電路，只采用一套移相電路，把取自工頻電源的同步移相信號輸入到鎖相環和6分頻器構成的6倍頻發生器。然后從6分頻器中取出6組觸發信號，并分別觸發6個可控硅，從而構成三相橋式全控整流電路。實驗證明該三相橋式全控整流電路與傳統的6脈波整流觸發電路相比，結構簡單、成本低、調試簡單。
關鍵詞：整流電路；觸發電路；鎖相環；倍頻；分頻

0 引言
整流電路是電源的重要組成部分，它可將交流電變為直流電，應用十分廣泛。可控硅整流電路廣泛應用于機械制造工業和冶金工業中，它不僅要求電源的技術指標高，還要求體積小、重量輕、可靠性高。如果采用可控硅(SCR)作為整流元件，可以通過控制門極觸發脈沖的時刻來控制輸出電壓的大小，這種整流稱為可控整流。目前由于SCR能承受的電壓，電流容量仍是目前器件中最高的，而且工作可靠，所以許多大容量場合仍大量使用SCR。
可控硅整流電路中的可控硅是由觸發電路提供觸發信號而導通的，觸發電路的工作性能直接影響著可控硅的工作。因此，觸發電路是可控硅電路可靠、有效工作的關鍵。
觸發電路主要采用兩種方法：采用分離元件設計的觸發電路存在各相電路分散性大、調試不方便、穩定性和可靠性差等缺點；采用專門集成觸發電路芯片設計的觸發電路成本高，芯片的質量難以保證。在此利用通用集成電路設計了一種簡約整流觸發電路，觸發三相橋式全控整流電路。

1 電路的拓撲結構
整流電路的結構如圖1所示。

1．1 同步移相電路
同步移相電路由鋸齒波發生器和電壓比較器組成。
同步變壓器和整流變壓器接在同一電源上，用同步變壓器的次級電壓控制鋸齒波的發生器中三極管的導通，從而保證了觸發脈沖和主電路電源同步。
鋸齒波與直流電平通過電壓比較器比較可得到寬度變化的矩形波。調節電壓比較器的輸入電壓即可改變輸出波形的前沿位置，從而達到了移相的目的。
該設計由LM311構成電壓比較器。LM311在使用應注意：電源由0．01μF的瓷片電容旁路；兩個輸入腳之間接一個100～1 000 pF的電容，以便產生更整齊的比較器輸出波形；短接管腳5和管腳6；為濾除和減弱輸出信號的震蕩，在比較器輸出端的上拉電阻兩端并接一個容量適當的電容。如圖2所示。