简单可控硅触发电路解释

在这篇文章中，我们学习触发三条转轴的基本方法，并且还讨论连接三条件终端的正确方法。

双向可控硅是固态双向晶闸管，可在120伏或240伏交流电源系统上切换交流半周期。可控硅可以与交流线路同步或异步激活(接通和锁存)。然而，如果可控硅的栅端电流刚好低于其最低保持阈值，它将在每个交流半周期(180电度)完成时立即关闭。

同步切换vs异步切换

在异步开关中，可控硅在相周期的任意点随机触发ON。因此，可控硅的异步开关会产生大量的射频干扰(RFI)，特别是在第一个开关周期。

在同步可控硅开关中，每个交流半周期的开关周期一致到达同一时刻(通常在过零周期之后)，因此产生可忽略的RFI。

本文所介绍的电路均采用异步电源开关。图1-8描述了用于基本ON/OFF交流线路开关的一些异步可控硅电源开关电路。

如何连接三条件

三折有3个终端，即MT1，MT2和栅极。MT代表主码头。因此，主终端MT1和MT2用于切换重型AC电源的负载，通过220V或120V AC电源供应。响应于施加到三端双向可控硅栅极端子的小DC电压响应该切换而发生这种切换。

新的爱好者经常会困惑，并询问问题如何使用AC负载和大门通过DC配置MT1和MT2终端。

请记住，连接可控硅MT1和MT2端子的正确方法是确保交流负载总是与MT2端子串联，并且MT1直接与市电供电的另一条交流线路相连。

另外，非常重要的一点是，与MT1端子相关联的交流线必须也与直流电源的负极或接地线相连接，直流电源用于触发可控硅栅极。不这样做将不允许可控硅响应门信号。

双向可控硅开关

图1所示为使用可控硅的基本交流电源开关。该可控硅电路可用于控制交流电源流向灯，加热器，电机，和各种其他器具和设备。然而，该电路的可控硅应具有适当的功率处理能力，以可靠地开关交流电源为特定的应用。

选择本文的原理图中的所有组件被选中仅切换120伏，50/60 Hz AC。在开关S1打开时，TRIAC关闭并用作开关。然而，当开关S1关闭时，它作为闭合开关操作，该开关通过负载和R1在每个交流半周期开始时从电源交流线供电。

当可控硅打开时，其主端电压下降到只有几百毫伏，因此R1和S1产生的电流相对可以忽略不计。请记住，一旦S1初始关闭，可控硅的打开阈值不与交流线同步，但它与后续的交流半周期同步。

由电阻器R1和电容器C1形成的缓冲网络减少了随时发展的电压尖峰感应负载切换当电流和电压不相位时。本文中讨论的大多数三端双向可控硅电路都包含缓冲连接。三折类似于电源开关，可以通过来自AC供应的直流电源致动，如下面的图2所示。

每个正极线通过电阻器R1和齐纳二极管D1充电电容器C1至+10伏。当S1接通时，C1的电荷启动了三条转子。这里，电阻器R1总是暴露于整个交流线电压。

因此，它需要一个重要的额定功率(在我们的情况下5瓦)。由于这个电路的所有部分都是“主动的”，它可以产生致命的触电危险。此外，由于缺少隔离器或互补机制，该电路不可能与外部控制电路集成。

使用光耦合器的隔离可控硅控制

下面的下一个图3演示了如何修改图2中的电路，使其更容易与外部控制电路连接。双极结晶体管Q1代替开关S1，由光耦合器(或光隔离器)IC1的输出级操作。

红外发光二极管（IRED）光学连接到该系统中的光电晶体管。任何市售的晶体管 - 输出光学器都可以在这些应用中实现。

其中包括TIL111、TIL 112、4N27和4N28等光耦合器。使用电阻R1，一个5伏或更大的直流源可以用来为光耦合器供电。只有当开关S1将输入电路的电源连接到一个5伏或更大的电源时，可控硅才接通。

光耦合器的典型隔离值(Viso)为5000伏交流电压，有些额定电压高达7500伏交流电压。这意味着直流输入电路与由交流线路供电的可控硅输出侧电路完全隔离。

通过用适当的电子探测器代替S1，这种基本的可控硅开关电路可以被修改，以提供任何所需的自动“远程”可控硅开关。

下面的图4显示了图3所示电路的修改。

在本设计中，使用电容C1和串联电阻R1，以及背对背齐纳二极管D5和D6，双向可控硅在每条线路上交流驱动半周。可控硅栅极电流的大小由C1的交流线路阻抗决定，而电容C1的功耗几乎为零。

由晶体管Q1加载的齐纳二极管D5，D6和R3的串联连接，耦合在使用二极管D1，D2，D3和D4构建的桥式整流器上。在晶体管Q1关闭时，桥接桥基本上打开，并且TR1接通每个交流半周期的开始开启。

一旦晶体管Q1打开，D5、D6和R3就会出现类似短路的情况，关闭可控硅栅极电流，最终关闭可控硅TR1。来自隔离外部输入级的光耦驱动晶体管Q1，因此可控硅通常是通的，但当开关S1关闭时，可控硅立即关闭。

使用直流触发可控硅

如下所述的图5和6示出了如何使用来自变压器电源的DC电源和晶体管开关以激活三端双向可控硅AC电源开关。当S1关闭时，晶体管和三端双向可控硅均均打开，并且一旦S1打开，两个设备都会关闭。在图5中，开关S1可以由可以检测和响应物理变化的传感器设备代替。

晶体管Q1可以是一个BC557晶体管，图中没有显示。

例如，如果环境温度降低低于预定水平，则可以结合热敏电阻以激活三端双向可控硅电路。类似地，光电导电池可以安装以检测光水平，压力传感器可以检测空气或液体压力的变化，并且流量计可以反应液体或空气流量的变化。

请注意，图5电路，是“活”，造成致命的震惊威胁。

下面的图6演示了如何适应图5的电路，用于使用光耦合器进行控制。由于光耦合器的存在，该电路可以通过完全独立和隔离的外部电路致动。

通过单结晶体管触发

图7和图8如下所示，描述了通过完全隔离的外部电路触发可控硅的许多不同方法。

放置在脉冲产生松弛振荡器中的单结晶体管(UJT)提供了这两种电路中的触发操作。振荡器电路包含UJT Q2，在这两个电路中提供触发脉冲。它的工作频率为许多kHz，并通过脉冲变压器T1将输出脉冲馈送到可控硅门，以确保预期的隔离。

在振荡器的ON周期中，由于UJT设备的相对较高的工作频率，可控硅在每个交流半周期开始时立即打开。在UJT Q2的发射极和基座B2之间连接了一个电阻R3，在发射极和基座B1之间连接了一个电容C1, UJT Q2现在就像一个松弛振荡器一样工作。在这种配置下，UJT能够在电容器电压达到一定阈值时，快速切换到高速充电/放电电容器。

电容器放电所消耗的时间可以用锯齿的频率计算来计算，大约是1/ time。在图7电路中，由于Q1与UJT的主时序电阻R3是串联的，所以当S1闭合时，UJT和可控硅才接通。

另一方面，在上面的图8中，由于Q1与图8电路中UJT的一次时序电容C1并联，UJT和可控硅只在S1断开时闭合。S1可以被每一个电路中的传感器或传感器所替代，以提供前面提到的自动电源开关操作。