常见可控硅应用电路

1,9012022-09-18
晶闸管应用电路–进行功率控制电路
晶闸管能够控制传输到负载的功率。通常需要根据负载要求(例如电机速度控制和调光器)来改变提供给负载的功率。在这种情况下,用传统的可调电位器改变功率不是一种可靠的方法,因为功耗很大。为了降低大功率电路中的这种功耗,晶闸管是功率控制器件的最佳选择。
1、晶闸管交流功率控制电路–半波相位控制位控制是晶闸管交流功率控制的最常见形式,可以如下图所示构建基本的交流相位控制电路。这里晶闸管栅极电压通过触发二极管 D1 从 RC 充电电路获得。在晶闸管正向偏置的正半周期期间,电容 C 通过电阻 R1 随交流电源电压充电。只有当A点的电压上升到足以使触发二极管 D1导通并且电容器放电到晶闸管的栅极时,栅极才会被激活,从而将其“导通”。导通开始的正半周期的持续时间由可变电阻 R1设置的 RC 时间常数控制。

交流相位功率控制电路
增加 R1 的值会延迟提供给晶闸管栅极的触发电压和电流,这反过来会导致器件导通时间滞后。因此,可以将器件导通的半周期的分数控制在 0 到 180 o之间,这意味着可以调整灯消耗的平均功率。但是,晶闸管是单向器件,因此在每个正半周期内最多只能提供 50% 的功率。有多种方法可以使用“晶闸管”实现 100% 全波交流控制。一种方法是在二极管桥式整流器电路中包含单个晶闸管,将交流电转换为通过晶闸管的单向电流,而更常见的方法是使用两个反向并联的晶闸管。更实用的方法是使用单个双向可控硅,因为该设备可以双向触发,因此适合交流开关应用。
晶闸管应用电路–半波整流
下面的电路显示了使用了晶闸管的单相半波整流电路,与可变电阻串联的二极管连接到负责触发 晶闸管的栅极。
晶闸管应用电路–半波整流
在交流输入信号的负半周期期间,可控硅反向偏置。因此,没有电流流过负载。在输入的负半周期期间,晶闸管正向偏置。如果改变电阻以使最小触发电流施加到栅极,则 晶闸管将打开。因此电流开始流向负载。如果栅极电流较高,则 晶闸管开启时的电源电压将较低。晶闸管开始导通的角度称为触发角。对于这个整流器电路,触发角只能在正半周期内变化。

因此,通过改变触发角或栅极电流(通过改变该电路中的电阻),可以使 晶闸管导通部分或全部正半周期,从而改变馈入负载的平均功率。

晶闸管应用电路–全波整流
在全波整流器中,输入电源的正波和负波都被整流。因此,与半波整流器相比,直流电压的平均值较高,纹波含量也较少。下图显示了由两个与中心抽头变压器相连的可控硅组成的全波整流电路
晶闸管应用电路–全波整流
在输入的正半周期内,SCR1 正向偏置,SCR2 反向偏置。通过施加适当的栅极信号,SCR1 开启,因此负载电流开始流过它。在输入的负半周期,SCR2 正向偏置,SCR1 反向偏置。栅极触发时,SCR2 开启,因此负载电流流过 SCR2。因此,通过改变 SCR 的触发电流,传递给负载的平均功率会发生变化。

晶闸管应用电路–全波桥式整流
除了使用中心抽头变压器,还可以在桥式配置中使用四个 SCR 来获得全波整流。在输入的正半周期内,SCR1 和 SCR2 处于导通状态。在负半周期间,SCR3 和 SCR4 处于导通状态。每个晶闸管的导通角通过改变各自的栅极电流来调整。因此,负载两端的输出电压会发生变化。
晶闸管应用电路–全波桥式整流
除了以上所说的,晶闸管还可以应用于电池充电器、AC加热器控制、简单的雨报警电路、防盗报警电路等。

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