控制板电路原理 整个控制电路除逆变末级触发电路板外,做成一块印刷电路板结构,从功能上分为整流触发部分、逆变部分、保护控制部分。详细电路见《ytkj-9.1a原理图》。

1、整流触发工作原理

这部分电路包括三相同步、数字移相、脉冲分配、脉冲形成、末级驱动等电路。移相部分采用的是数字移相，具有可靠性高、精度高、调试容易等特点。数字移相的特征是用计数(时钟脉冲)的办法来实现移相,该数字触发器的时钟脉冲振荡器是一种压控制振荡器,输出脉冲频率受α移相控制电压Uk的控制,Uk降低,则振荡频率升高,而计数器的计数量是固定的(512),计数脉冲频率高,意味着计一定脉冲数所需时间短,也即延时时间短,α角减小,反之α角增大。计数器开始计数时刻同样受同步信号控制,在α=0°时开始计数。现假设在某 UK 值时 , 根据压控振荡器的控制电压与频率间的关系确定输出振荡频率为 100KHz , 则在计数到 512 个脉冲所需的时间为 (1/100)×512=5.12 (ms) ,相当于控制角α=(5.12ms÷10ms)×180－30≈62o。显然,有三套相同的触发电路,而压控振荡器和Uk控制电压为公用。这样，在一个周期中产生6个相位差60°的触发脉冲。数字触发器的优点是工作稳定,特别是用HTL或CMOS数字集成电路,则可以有很强的抗干扰能力。

由于整流触发回路中A、B、C三相回路结构相同，功能一致，我们仅分析A相触发回路。

IC24及其周围电路构成电压──频率转换器，其输出频率随调节器送来的输入电压Uk而线性变化。

三相同步信号由控制电源开关送来三相进线电压信号或直接由晶闸管的门极引线K4，K6，K2从主回路的三相进线上取得，由RC网路进行滤波及移相，再经6只光电耦合器进行电位隔离，获得6个相位互差120度、占空比略小于50%的矩梯波同步信号。

由光电耦合器IC6输出的梯形波同步信号，经IC2A、IC2B进行方波整形分成两路，一路进入IC2D进行或非比较，形成计数复位脉冲。另一路经IC3D、IC3C反相后送到IC3A、IC3B作为脉冲分配之用。

IC1 (4020计数器)构成数字延时器。由IC2D送来的计数复位脉冲对计数器进行复位后，开始对IC24的输出时钟脉冲计数，当计数到512个脉冲便输出一个延时脉冲，该脉冲的上升沿便是整流触发脉冲产生的位置。因计数脉冲的频率是受Uk控制的，换句话说，Uk控制了触发脉冲的相位。

计数器输出的脉冲经IC3A、IC3B进行分配，形成-A、+A触发信号。该信号微分后，变成窄脉冲，送到后级的LM556，它既有输出脉定宽的功能，又有一定的驱动能力（为后级功放电路提供前级驱动），输出的窄脉冲经电阻矩阵合成为双窄脉冲，再经晶体管放大，驱动脉冲变压器输出。IC21及相关元件组成脉冲列调制电路，调制频率为5～10KHz。对整流脉冲进行调制，可以提高脉冲前沿陡度，有利于触发大功率可控硅，并且可以减小主控板电源功耗，缩小脉冲变压器体积。

为了使控制电路能够更可靠准确的运行，整流触发回路还设置了上电延时、上电复位、欠压保护、缺相保护等检测线路。

缺相保护，当三相交流同步发生缺相时，由D23、D40、D55组成的缺相保护电路输出高电平，驱动IC20发出保护信号。

欠压保护由R85、DW7、D58等组成，当电源+15V电压低于12V时IC20的高触发阀值电平将由原来的10V变为8V以下，而D58阴极电位受稳压二极管DW7稳压作用，被箝位于8.0V电位上，此时， IC20-6电位大于IC20-5的阀值电平，IC20发生反转，输出保护信号。

上电延时，在开机的瞬间，控制电路的工作是不稳定的，设置一个1秒钟左右的定时器（由IC20，E19构成），控制IC21的复位端。

缺相保护、欠压保护、上电延时、上电复位统称系统保护，一旦发生缺相和欠压故障IC20即发生发生反转，输出低电平，系统状态灯熄灭，通过IC21封锁直流脉冲，通过启动控制线路使移相回零。注意：为避免误操作，本控制板，上电后必须通过手动复位解除上电复位功能，否则整流无脉冲输出。

整流触发自诊断系统：由上图可看出脉冲指示灯串联在输出回路上，当整流硅控制极内部开路，或控制极走线发生断路时，脉冲灯将不能正常点亮。当整流硅控制极内阻过大或过小脉冲灯亮度将发生变化。当然，当主控板发生故障时相应的脉冲灯也将作出相应指示。设置该灯有助于判断故障所在。

2、起动控制电路的工作原理

起动控制电路设有：限压限流电路、过流过压保护电路、缓冲起动电路、重复起动电路、起动检测电路、综合调节器。

其中限压、限流电路和综合调节器及逆变的阻抗调节器组成常规的电流、电压双闭环系统,在启动和运行的整个阶段，电压、电流调节均处于启控状态;另一阻抗调节器,从输入上看,它与综合调节器IC14B的输入完全是并联的关系,区别仅在于阻抗调节器的负反馈系数较综合调节器的略大,再者就是综合调节器的输出控制的是整流桥的输出直流电压,而阻抗调节器的输出控制的是中频电压与直流电压的比例关系,即逆变功率因数角。

调节器电路的工作过程可以分为两种情况:一种是在直流电压没有达到最大值的时候,阻抗调节器和综合调节器的反馈基本上相同,限压限流对二者均起作用,由于阻抗调节器的反馈系数稍大于综合调节器，此时对应的为最小逆变Θ角,系统完全是一个标准的电压、电流双闭环系统;另一种情况是直流电压已经达到最大值,由于数字移相的特点——在移相顶端（α=0处）存在一个移相死区，直流电压到到最大值后，再增大给定值Uk对整流移相已经不起作用，此时综合调节器开始限幅,不再起作用。对阻抗调节器来说,随着给定信号的增大,反馈系数进一步增大,调节逆变角调节器的Θ角给定值,使输出的中频电压增加,直流电流也随之增加,达到新的平衡。此时,就只有阻抗调节器工作,直至到最大逆变Θ角。逆变角调节器使逆变桥能在某一Θ角下稳定的工作。

中频电压互感器过来的中频电压信号由UH1和UH2输入后，分为两路,一路送到逆变部分作为逆变同步信号,另一路经二极管整流后，分为三路，一路送到恒压线路;一路送到过电压保护；一路用于起动检测。

由主回路交流互感器取得的电流信号，从LK1、LK2、LK3输入，经二极管三相整流桥整流后，再分为三路。一路作为电流保护信号，另一路作为恒流电路的反馈信号,还有一路作为起动电流检测的反馈信号。

限流、限压电路由IC5组成，其输出信号一路送往综合调节器IC17C调节整流移相角；另一路送往阻抗调节器。控制精度在1%以上。

IC23B构成阻抗调节器,用于控制逆变桥的引前角。其作用可间接地达到恒功率输出,并可提高整流桥的输入功率因数。S1-2可关掉此调节器。此时逆变将工作于最小引前角状态。调小角度时可将此开关断开。

过流、过压保护电路由IC8组成，其输出信号一路控制缓冲启动线路，使给定回零；另一路经极性转换电路IC12B转换成正极性信号，分别送往综合调节器和整流触发电路的压控振荡器，实现快速保护。

IC12A组成起动电流检测电路（重复起动电路），在逆变没有捕捉住槽路频率信号时，锁频电路IC23D输出低电平，将IC12A的阀值电平箝位于2.5V左右，从而改变启动电流的阀值。当反馈电流信号大于阀值电平时IC12A反转，输出的低电平信号和保护电路一样迅速使整流移相回零，准备再次重起。和保护电路不同之处在于该电路式自动定时复位，保护电路则不能自动复位，必须手动复位。定时复位时间由R52和E8时间常数决定。当逆变触发电路捕捉住负载槽路信号时，中频启动成功，锁频电路输出高电平，IC12A的阀值电平恢复为10V，电流信号被DW4箝位于6V，起动电流检测电路开释。之后的保护工作将由IC8来完成。

恒流线路由锁频电路IC23D和W10、及相应元件组成，在逆变没有建立时，IC23D输出低电平，W10中心电压头降低，经D35对给定电压进行嵌位，进而控制限流电路的阀值电平，实现恒流起动功能；当扫频电路捕捉住槽路信号时，IC23D输出高电平，箝位电路开释。

3、逆变部分工作原理

本电路逆变触发部分,采用的是扫频式零压软起动,由于自动调频的需要,虽然逆变电路采用的是自励工作方式,控制信号也是取自负载端,但是主回路上无需附加起动电路,不需要预充磁或预充电的启动过程,因此,主回路得以简化,但随之带来的问题是控制电路稍为复杂。

起动过程大致是这样的,在逆变电路起动前,先以一个高于槽路谐振频率的它激信号去触发逆变晶闸管,当电路检测到主回路直流电流时,便控制它激信号的频率从高向低扫描,当它激信号频率下降到接近槽路谐振频率时,中频电压便建立起来,并反馈到自动调频电路。自动调频电路一旦投入工作,便停止它激信号的频率扫描,转由自动调频电路控制逆变引前角，使设备进入稳态运行。若一次起动不成功,即自动调频电路没有抓住中频电压反馈信号,此时,它激信号便会一直扫描到最低频率,重复起动电路一旦检测到它激信号进入最低频段,便进行一次再起动,把它激信号再推到最高频率,重新扫描一次,直至起动成功。

由UH1和UH2输入的中频电压信号，经隔离变压器送到IC30D进行方波转换，输出的信号送往压控振荡器IC25和它激信号进行相位比较。IC25-2输出的相差信号经IC22缓冲倒相后，一路送往锁频检测电路，另一路送往逆变角调节器和阻抗调节器一起进行阻抗变换与频率跟踪。

压控振荡器IC24-4输出的它激信号经IC30B、IC30C分频、微分，最后由IC29变成窄脉冲输出,驱动逆变末级晶体管进行脉冲放大。

W7用于整定频率表的读数。

IC23A为启动失败检测器,其输出控制扫频电路。

IC23D为启动成功检测器（锁频电路）。

W6为逆变输出脉冲对称度调整电位器。与IC30B、IC30C、R126、C65一起组成对称度调整环节，纠正逆变回路输出的不对称性