可控硅触发电路的触发方式,可控硅触发电路原理+案例,手把手教你设计
很多朋友对可控硅触发电路的触发方式,可控硅触发电路原理+案例,手把手教你设计不是很了解,艾巴小编刚好整理了这方面的知识,今天就来带大家一探究竟。
详细总结一下可控硅触发的方法,这次给大家讲解一下可控硅触发电路和普通可控硅触发电路的原理。可控硅门极触发电路为了使使用可控硅的电路正常运行,触发电路要在准确的时间提供触发信号,保证在需要的时候导通。一般来说,用于触发SCR 2SCR的触发电路必须满足以下标准:产生具有适当幅度和短上升时间的门信号,并产生具有足够持续时间的门信号。
在所需范围内提供精确的拍摄控制,确保不会被错误的信号或噪声触发。在交流应用中,当SCR正向偏置时,它确保栅极信号应用于三相电路。提供与参考点120的距离确保串联或并联的SCR可以同时被触发。通常,有三种基本类型的门触发信号:DC信号脉冲信号和交流信号。
触发要求通常以DC电压和电流的形式提供。因为脉冲信号通常用于触发SCR,所以触发脉冲的持续时间也应该被考虑。其幅度正好等于DC要求的触发脉冲必须具有足够长的脉冲宽度,以确保在可控硅的整个导通时间内提供门信号。
随着门极信号幅值的增加,SCR的开通时间缩短,门极脉冲宽度可能减小。对于高电感负载,脉冲宽度必须足够长,以确保阳极电流上升到大于可控硅的锁存电流的值。晶闸管触发电路-DC信号下图显示了一个简单的电路,它使用来自外部触发电路的DC信号。
开关s闭合以打开可控硅SCR。闭合开关将DC电流施加到由源(V_)正向偏置的可控硅整流器SCR的栅极。一旦SCR被接通,开关可以被接通以移除门信号。二极管D将负栅极信号的幅度限制在1V,电阻R用于限制栅极电流。简单的SCR电路下图显示了从主电源内部提供门信号的替代电路。这两个电路的工作方式基本相同。
不建议应用恒定的DC门信号,因为门功耗将一直存在。此外,在交流应用中,DC门信号不用于触发SCR,因为在负半周期间在门处存在正信号将增加反向阳极电流,并可能损坏SCR。SCR触发电路-脉冲信号代替SCR电路从主电源内部提供电网信号
为了降低栅极功耗,SCR触发电路产生单个脉冲或一系列脉冲来代替连续的DC栅极信号,这可以精确地控制SCR的触发点,此外,容易在SCR和栅极触发电路之间提供电隔离。如果多个SCR选通自同一个源,通过脉冲变压器或光耦合器进行电气隔离非常重要。隔离还可以减少不必要的信号,如瞬态噪声信号,这些信号可能会无意中触发敏感的SCR。
晶闸管触发电路-脉冲信号电路图上图显示了使用单结晶体管(UJT)振荡器产生脉冲的最常见方法。该电路非常适合触发晶闸管SCR。它在b点提供一系列窄脉冲,当电容充电到UT的峰值电压(V_)时,UJT开启。这将在发射极-基极结1上设置低电阻,并且发射极电流将流过脉冲变压器的初级,并且栅极信号将被施加到可控硅整流器。通过增加c的值,可以增加输出信号的脉冲宽度。
这种电路的一个困难是,由于脉冲宽度窄,在栅极信号被去除之前可能无法获得锁存电流。然而,可以使用RC缓冲电路来消除这个问题。晶闸管触发电路——脉冲信号电路图上图所示电路的操作与此类似。通过使用R两端的输出来驱动与变压器原边串联的晶体管Q,可以改善脉冲宽度和上升时间。
当来自UJT的脉冲施加到Q的基极时,晶体管饱和,并且电源电压V_施加在初级两端,这在脉冲变压器的次级中感应出电压脉冲,该电压脉冲施加到可控硅整流器。当IQ脉冲的基极被移除时,它被关闭。由变压器中的崩溃磁场引起的电流在初级绕组上感应出相反极性的电压,在此期间,二极管D为电流提供路径。双向触发二极管的类似电路图
使用双向触发二极管的类似电路(如上)在由RC时间常数确定的一段时间内对电容器缓慢充电。在电容器被充电到等于双向触发二极管的击穿电压的电压之后,它将双向触发二极管切换到导通状态。然后电容器快速放电到SCR的栅极端,在短时间间隔后,双向触发二极管闭合,重复该循环。这种布置需要相对较低的功率从DC电源给电容器充电,但是它将在短时间内提供高功率以实现可靠的SCR开启,如下图所示。示波图
下图中的触发电路使用光耦合器来实现控制电路和负载之间的电气隔离。由噪声或瞬变引起的错误触发也可以通过光耦合器触发来防止,这在固态继电器中特别流行。光耦触发电路-SCR触发电路图SCR触发电路-交流信号在交流应用中控制SCR最常见的方法是从同一个交流电源中获取触发信号,并在正半周内控制其作用点为SCR。
下图显示了一个简单的电阻触发电路。在正半周,SCR处于正向阻断状态。在某个V值时,栅极电流足够高,可以导通SCR。SCR的精确触发时间由电阻R控制,二极管D确保只有正电流施加于栅极。晶闸管触发电路-交流信号在下图中,一个RC电路产生一个门控信号。
C上的电压滞后于电源电压的量取决于(R R)和C,增加R_将增加电压V_达到具有足够栅极电流来开启SCR的水平所需的时间。可控硅触发电路—交流信号可控硅触发电路—串联和并联触发可控硅
串联或并联的SCR应该从相同的源同时触发,这可以通过使用相对高的栅极触发电压来实现。该电压可以更快地使SCR疲劳,从而产生一致的导通时间。脉冲变压器用于确保所有门同时被触发。可控硅触发电路-串联和并联触发可控硅
下图显示了一个电网触发的脉冲变压器,带有多个适当绝缘的次级绕组。变压器还提供电气隔离,因此触发源不会过载,从而防止组中的其他SCR触发。具有合适绝缘电阻触发电路的多次级绕组栅控脉冲变压器晶闸管触发电路
以下电路显示了SCR的电阻触发器,用于驱动输入交流电源的负载。电阻器和二极管的组合电路充当在所需条件下切换SCR的门控制电路。当施加正电压时,SCR被正向偏置,直到其栅极电流大于SCR的最小栅极电流。当通过改变电阻器R2施加栅极电流,使得栅极电流应该大于栅极电流的最小值时,晶闸管SCR导通,因此负载电流开始流过晶闸管SCR。
SCR保持接通,直到阳极电流等于SCR保持电流。当施加的电压为零时,SCR将关闭。因此,当晶闸管SCR充当开路开关时,负载电流为零。二极管在输入的负半周期期间保护栅极驱动电路免受反向栅极电压的影响。电阻器R1限制流过栅极端子的电流,并且其值使得栅极电流不应该超过最大栅极电流。
电阻触发电路是最简单、最经济的触发类型,但由于它的缺点,限制了它的应用。在这种情况下,触发角度限制为90度。因为施加的电压在90度时最大,所以栅极电流必须达到0到90度之间的最小栅极电流值。可控硅触发电路-电阻-电容(RC)触发电路
RC 触发电路可以克服电阻触发电路的限制,该电路提供0 到180 度的触发角控制。通过改变栅极电流的相位和幅度,使用该电路可以获得较大的触发角变化。
下图显示了RC 触发电路,该电路由两个二极管组成,其中一个RC 网络连接以打开SCR。
通过改变可变电阻,触发或触发角在输入信号的整个正半周期内得到控制。
可控硅触发电路--电阻触发电路
在输入信号的负半周期间,电容通过二极管D2 与下极板正极一起充电,直至达到最大电源电压Vmax。该电压在电容器两端保持在-Vmax,直到电源电压达到过零。
在输入的正半周期内,可控硅SCR 变为正向偏置,电容开始通过可变电阻充电至可控硅SCR 的触发电压值。
当电容充电电压等于栅极触发电压时,可控硅导通,电容保持小电压。因此,即使在输入波形经过90 度之后,电容电压也有助于触发可控硅SCR。
在这种情况下,二极管D1 在通过二极管D2 的输入的负半周期期间防止栅极和阴极之间的负电压。
可控硅触发电路--电阻触发电路波形图
可控硅触发电路--UJT点火电路
这是触发SCR 的最常用方法,因为使用R 和RC 触发方法在栅极处的延长脉冲会导致栅极处更多的功率耗散,因此使用UJT(Uni Junction Transistor)作为触发器件可以限制功率损耗,因为它会产生一串脉冲。
RC 网络连接到构成定时电路的UJT 的发射极端子。电容是固定的,而电阻是可变的,因此电容的充电速率取决于可变电阻,这意味着控制RC 时间常数。
当施加电压时,电容开始通过可变电阻充电。通过改变电容两端的电阻值电压得到改变。一旦电容电压等于UJT 的峰值,它就开始导通并因此产生一个脉冲输出,直到电容两端的电压等于UJT 的谷电压Vv。该过程重复并在基本终端1 处产生一系列脉冲。
基极端子1 的脉冲输出用于以预定的时间间隔打开SCR。
可控硅触发电路--UJT点火电路
审核汤梓红
以上就是关于可控硅触发电路的触发方式,可控硅触发电路原理+案例,手把手教你设计的知识,希望能够帮助到大家!
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