双向晶闸管触发电路原理（双向晶闸管触发电路）

双向晶闸管触发电路的调压电路主要由阻容移相电路和双向晶闸管组成。把这两个电路分开画(上图)，R5、RP和C5构成阻容移相电路。

当电源开关S接通时，交流电压通过R5、RP给电容C5充电。当电容C5两端的电压上升到略高于双向触发二极管ST的导通电压时，ST和双向晶闸管VS相继导通，负载RL可以通电工作。

当交流电源电压过零时，双向晶闸管自行关断，然后C5被电源反向充电，重复上述过程。在分析电路时，要认识到触发电路工作在交流电路中，正负触发脉冲会在交流电压的正负半周送到三端双向可控硅的控制极，使灯管在正负半周对称导通一次。

通过改变RP的阻值，改变C5的充电速度，也改变了双向晶闸管的导通角，相应地改变了负载RL上的交流电压，从而实现交流调压。

三端双向可控硅开关实现了交流开关的触发电路。90年代初推出的标准triac和无缓冲triac和ACS系列产品是大家最熟悉的固态开关产品。这些开关的导通是由栅极电流触发的，但是根据所采用的技术或设计，该电流可以是从栅极注入的电流，也可以是从源极到栅极的电流。因此，触发电路必须考虑交流开关的类型，然后正确触发交流开关。对于ACS开关，由于硅结构的原因，栅极电流只能从栅极注入。

在某些情况下，控制电路还必须与交流电源电压隔离。例如，当微控制器的参考电压不同于交流开关的参考电压时，控制电路必须与交流电源电压隔离。当新设备使用变频器控制三相电机时，如果微控制器连接到DC电压轨，并且ACS开关将线电压作为参考电压，则控制电路必须与交流电源电压隔离。如果设计者想将所有低压电路与线路隔离，控制电路也必须与交流电源电压隔离。这种解决方案通常是昂贵的，因为使用绝缘性能良好的用户接口并使所有电子电路以线路为参考电压更简单。这是电气设计的情况，控制面板上只有几个按钮。

triac触发电路的标准电压隔离方案是在triac的A2和G端串联一个光电triac。当然，有必要串联一个电阻来降低光电晶体管上的栅极电流。这种驱动方案适用于所有双向晶闸管。因此，当双向晶闸管上的电压在导通前为正时，正栅极电流触发晶闸管导通；相反，当双向晶闸管上的电压在导通前为负时，负栅极电流触发晶闸管导通。因此，三端双向可控硅开关在Q1象限和Q3象限导通。

如前所述，ACS开关只能由负电流触发。如果ACS开关由光电晶体管驱动，ACS只能在负偏置下开启(因为负偏置下栅极电流为负)，这将导致ACS开关仅开启半个周期。

这种开关模式不适用于大多数应用，但一些新的应用只需要半周导通模式。比如内置二极管的咖啡机的电泵，洗衣机门锁的电磁铁，这些应用只需要一个半周期的导通操作。

如果将线电压施加到gate和COM端，ACS开关的内部pn结可能会被烧毁，因为开关的击穿电压约为10V。当开关处理瞬态电压或光电晶体管短路时，就会发生这种情况。解决方案是将一个低压或高压二极管与COM-G结并联，或者将一个低压或高压二极管与光子晶体双向栅极管串联(图1)。注意，在第二种情况下(光电双向晶闸管与二极管串联)，光电双向晶闸管

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图1使用光电双向晶闸管的半周期ACS开关控制解决方案

对于家用电器，大部分负载采用全周期控制模式。为了确保ACS开关可以在每个周期打开，我们必须修改前面的电路图。解决方案是增加一个低压电容，在正电流导通时提供栅极电流。如图2所示，该方案也采用了两个低压二极管，其工作原理如图3所示。

1:光电双向晶闸管导通，电容C充电至VGT (~0.7V)。然后，ACS在第三象限导通，IGT电流小于第二象限的栅极导通电流。

2: ACS保持开启，直到下一个零电流交叉点。G-COM电压降至-0.7V，电容C充电。

3: ACS开关电流增大，VG-COM电压增大，电容C通过G极和COM极放电，最大峰值电流10mA施加在栅极上，使ACS开关导通。

如果要施加更大的栅极电流，必须选择约330 F的电容。

应当注意，ACS开关将在每个周期关闭，并且电容器C将在此期间充电。当端子上的电压超过大约10V时，ACS开关将导通。因为线路电流没有被切断，这个特性不会造成过多的EMI干扰。由于电容C的存在，线路电流的波形仍然类似于正弦波。

这三个电路图也可以修改。在电阻R和光电晶体管之间增加阻容缓冲电路，可以提高末级开关的抗干扰性，扩展门极脉宽，更好地触发交流开关。

图2使用光电双向晶闸管的全周期ACS开关控制解决方案

图3图2电路的工作曲线

双向晶闸管调温电热毯电路下图所示电路为双向晶闸管调温电热毯电路，可实现功率和温度的无级连续调节。在开关S接通之后，当晶闸管V断开时，输入电压通过R1、L、RP和R3对电容器C3充电。当C3两端的电压达到双向二极管VD的导通电压时，VD导通，C3上的电压通过VD触发双向晶闸管V。V接通后，电流流过电热丝RL，导致RL发热，触发电路短路。C3通过R3、RP和V电路放电，这种状态一直保持到交流电压的过零点。当交流电压过零时，V关闭，C3再次开始充电，并重复上述过程。

由于触发电路工作在交流电路中，在交流电压的正负半周分别发出正脉冲和负脉冲来触发V，V在正负半周对称导通一次。减小电位器RP的阻值，可以加快C3的充电速度，缩短C3两端电压达到VD的导通电压的时间，即V的控制角减小，导通角增大，输出电压增大；否则，输出电压降低，因此电热毯的加热功率可以调节。图中EL为功率指示，Rl和R3为限流电阻；R2、C2构成晶闸管的保护电路，L和C1构成低通滤波电路，防止射频干扰。