可控硅觸發(fā)電路是通過(guò)調(diào)整可控硅的導(dǎo)通角來(lái)實(shí)現(xiàn)電氣設(shè)備的電壓電流功率調(diào)整的一種移相型的電力控制器。
1. 可控硅觸發(fā)電路作用
以鎳鉻、鐵鉻鋁、遠(yuǎn)紅外發(fā)熱元件及硅鉬棒、硅碳棒等為加熱元件的溫度控制。
整流變壓器、調(diào)功機(jī)（純電感線圈）、電爐變壓器一次側(cè)、直流電機(jī)控制。
單相電焊機(jī)、電阻焊機(jī)、點(diǎn)焊機(jī)控制等各種調(diào)場(chǎng)合。
單相風(fēng)機(jī)水泵調(diào)速節(jié)能控制。
電壓、電流、功率、燈光等無(wú)級(jí)平滑調(diào)節(jié)。同步是通過(guò)對(duì)電源電路的改進(jìn)實(shí)現(xiàn)的。取自主電路的正弦交流電通過(guò)同步變壓器T 降壓，變?yōu)檩^低的交流電壓，然后經(jīng)二極管整流橋變成脈動(dòng)直流。穩(wěn)壓管VW 和電阻RW的作用是“削波”，脈動(dòng)電壓小于穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值時(shí)，VW 不導(dǎo)通，其兩端的電壓與整流輸出電壓相等；如果脈動(dòng)電壓大于穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值，將使VW 擊穿，其兩端電壓保持穩(wěn)壓值，整流橋輸出電壓高出穩(wěn)壓值的部分降在電阻RW上。這樣VW 兩端的電壓波形近似于一個(gè)梯形波，用這個(gè)電壓取代弛張振蕩電路中的直流電源，起到同步作用。
由于振蕩電路的電源為梯形波，在主電路正弦波每一半波結(jié)束和開(kāi)始的一段時(shí)間，振蕩電路的電源電壓很小，電路不振蕩，同時(shí)電容電壓釋放到0。當(dāng)電源電壓接近梯形波的頂部時(shí)，振蕩電路開(kāi)始工作，當(dāng)電容充電使兩端的電壓達(dá)到單結(jié)晶體管峰點(diǎn)電壓Vp時(shí)，單結(jié)晶體管導(dǎo)通電容放電，放電電流流過(guò)R1與被觸發(fā)晶閘管的門極的并聯(lián)電路形成輸出，為晶閘管提供觸發(fā)脈沖，使晶閘管導(dǎo)通。然后電路進(jìn)入下一振蕩周期，但晶閘管一經(jīng)導(dǎo)通門極就失去控制作用，一個(gè)電源電壓半周中振蕩電路輸出的脈沖只是第一個(gè)起到觸發(fā)作用，后面的脈沖是無(wú)效的。在主電路電壓的半周接近結(jié)束時(shí)，振蕩電路的電源電壓進(jìn)入梯形波的斜邊并迅速下降，振蕩電路停振，同時(shí)電容電壓釋放到0。因此在主電路的每一個(gè)半波中，電容總是從0開(kāi)始充電，保證了觸發(fā)脈沖與主電路電壓的同步。
2. 可控硅觸發(fā)電路圖
3. 可控硅觸發(fā)電路原理
可控硅有三個(gè)極----陽(yáng)極（A）、陰極（C）和控制極（G），管芯是P型導(dǎo)體和N型導(dǎo)體交迭組成的四層結(jié)構(gòu)，共有三個(gè)PN 結(jié)，與只有一個(gè)PN結(jié)的硅整流二極管在結(jié)構(gòu)上迥然不同。可控硅的四層結(jié)構(gòu)和控制極的引入，為其發(fā)揮“以小控大”的優(yōu)異控制特性奠定了基礎(chǔ)。可控硅應(yīng)用時(shí)，只要在控制極加上很小的電流或電壓，就能控制很大的陽(yáng)極電流或電壓。目前已能制造出電流容量達(dá)幾百安培以至上千安培的可控硅元件。一般把5安培以下的可控硅叫小功率可控硅，50安培以上的可控硅叫大功率可控硅。
我們可以把從陰極向上數(shù)的第一、二、三層看面是一只NPN型號(hào)晶體管，而二、三、四層組成另一只PNP型晶體管。其中第二、第三層為兩管交迭共用。可畫出圖1的等效電路圖。當(dāng)在陽(yáng)極和陰極之間加上一個(gè)正向電壓E，又在控制極G和陰極C之間（相當(dāng)BG2的基一射間）輸入一個(gè)正的觸發(fā)信號(hào)，BG2將產(chǎn)生基極電流Ib2，經(jīng)放大，BG2將有一個(gè)放大了β2 倍的集電極電流IC2 。因?yàn)锽G2集電極與BG1基極相連，IC2又是BG1 的基極電流Ib1 。BG1又把Ib1（Ib2）放大了β1的集電極電流IC1送回BG2的基極放大。如此循環(huán)放大，直到BG1、BG2完全導(dǎo)通。事實(shí)上這一過(guò)程是“一觸即發(fā)”的，對(duì)可控硅來(lái)說(shuō)，觸發(fā)信號(hào)加到控制極，可控硅立即導(dǎo)通。導(dǎo)通的時(shí)間主要決定于可控硅的性能。
可控硅一經(jīng)觸發(fā)導(dǎo)通后，由于循環(huán)反饋的原因，流入BG2基極的電流已不只是初始的Ib2 ，而是經(jīng)過(guò)BG1、BG2放大后的電流（β1*β2*Ib2），這一電流遠(yuǎn)大于Ib2，足以保持BG2的持續(xù)導(dǎo)通。此時(shí)觸發(fā)信號(hào)即使消失，可控硅仍保持導(dǎo)通狀態(tài)，只有斷開(kāi)電源E或降低E的輸出電壓，使BG1、BG2 的集電極電流小于維持導(dǎo)通的最小值時(shí)，可控硅方可關(guān)斷。當(dāng)然，如果E極性反接，BG1、BG2受到反向電壓作用將處于截止?fàn)顟B(tài)。這時(shí)，即使輸入觸發(fā)信號(hào)，可控硅也不能工作。反過(guò)來(lái)，E接成正向，而觸動(dòng)發(fā)信號(hào)是負(fù)的，可控硅也不能導(dǎo)通。另外，如果不加觸發(fā)信號(hào)，而正向陽(yáng)極電壓大到超過(guò)一定值時(shí)，可控硅也會(huì)導(dǎo)通，但已屬于非正常工作情況了。
可控硅這種通過(guò)觸發(fā)信號(hào)（小觸發(fā)電流）來(lái)控制導(dǎo)通（可控硅中通過(guò)大電流）的可控特性，正是它區(qū)別于普通硅整流二極管的重要特征。
可控硅在實(shí)際應(yīng)用中電路花樣最多的是其柵極觸發(fā)回路，概括起來(lái)有直流觸發(fā)電路，交流觸發(fā)電路，相位觸發(fā)電路等等。
1、直流觸發(fā)電路：
一個(gè)電視機(jī)常用的過(guò)壓保護(hù)電路，當(dāng)E+電壓過(guò)高時(shí)A點(diǎn)電壓也變高，當(dāng)它高于穩(wěn)壓管DZ的穩(wěn)壓值時(shí)DZ道通，可控硅D受觸發(fā)而道通將E+短路，使保險(xiǎn)絲RJ熔斷，從而起到過(guò)壓保護(hù)的作用。
2、相位觸發(fā)電路：
相位觸發(fā)電路實(shí)際上是交流觸發(fā)電路的一種，這個(gè)電路的方法是利用RC回路控制觸發(fā)信號(hào)的相位。當(dāng)R值較少時(shí)，RC時(shí)間常數(shù)較少，觸發(fā)信號(hào)的相移A1較少，因此負(fù)載獲得較大的電功率；當(dāng)R值較大時(shí)，RC時(shí)間常數(shù)較大，觸發(fā)信號(hào)的相移A2較大，因此負(fù)載獲得較少的電功率。這個(gè)典型的電功率無(wú)級(jí)調(diào)整電路在日常生活中有很多電氣產(chǎn)品中都應(yīng)用它。
可控硅主要參數(shù)有：
1、額定通態(tài)平均電流
在一定條件下，陽(yáng)極---陰極間可以連續(xù)通過(guò)的50赫茲正弦半波電流的平均值。
2、正向阻斷峰值電壓
在控制極開(kāi)路未加觸發(fā)信號(hào)，陽(yáng)極正向電壓還未超過(guò)導(dǎo)能電壓時(shí)，可以重復(fù)加在可控硅兩端的正向峰值電壓。可控硅承受的正向電壓峰值，不能超過(guò)手冊(cè)給出的這個(gè)參數(shù)值。
3、反向陰斷峰值電壓
當(dāng)可控硅加反向電壓，處于反向關(guān)斷狀態(tài)時(shí)，可以重復(fù)加在可控硅兩端的反向峰值電壓。使用時(shí)，不能超過(guò)手冊(cè)給出的這個(gè)參數(shù)值。
4、控制極觸發(fā)電流、
在規(guī)定的環(huán)境溫度下，陽(yáng)極---陰極間加一定電壓，使可控硅從關(guān)斷狀態(tài)轉(zhuǎn)為導(dǎo)通狀態(tài)所需要的最小控制極電流和電壓。
5、維持電流
在規(guī)定溫度下，控制極斷路，維持可控硅導(dǎo)通所必需的最小陽(yáng)極正向電流。
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