晶闸管过零触发电路1、闸管过零触发电路结构及原理剖析１。１触发电路和过零触发电路的比较在沟通调压范畴,尤其是应用于交、直流电机的电力拖动体系的交、直流调压电路,多选用移相触发电路,即便触发脉冲相对同步脉冲来说,发生一个相对推迟角，推迟量越大，晶闸管的导通角越小，输出电压越低。电路的本质是调整或操控触发脉冲呈现的时刻，若使移相触发脉冲在电网周波的“峰顶方位”呈现,晶闸管在电网电压过零点后的Ｔ2、T４时刻注册,电网电压的正弦波被“削掉一半”,输出电压的有效值为电源电压的一半．移相触发的成果，使完好的正“部分砍掉”，构成“缺口波”，此种波形中谐波重量最大，富含奇、偶次(多种频率值的）谐波，易使电网中发生浪涌电压（电流）重量,构成对电网的污染、易对周过电气设备构成搅扰。咱们可称为这种操控办法为“削波操控”，输出电压频率仍为５0Ｈz，电压（电流）的接连性，还算不错。图1移相触发与过零触发的波形比较即能完成调压，又能坚持输出正弦波波形的完好,这是过零触发电路的开始思路。完成办法:1)触发脉冲总是在电网过零点邻近送出，使晶闸管在电网过零后即行输出，在整个电网周波内“彻底注册”，电路输出为完好的正弦波形；2）用门限操控信号来操控晶闸管的导通时刻,即操控流过晶闸管周波数的多少，当使操控信号高、低电平时刻比Ｔ1:T２=1:1时,晶闸管一半时刻处于关断,一半时刻处于注册,电源中的完好周波有一半为晶闸管所输出，输出电压的有效值也为电源电压的一半。３）过零电路的触发脉冲,是由同步脉冲,不经移相，即直接触发晶闸管的,但获得的同步脉冲往往较“窄，需求展宽处理，才干牢靠触发晶闸管。“通、断操控”,输出为全压输出电压为0输出为全压输出电压为0……,输出电压（电流)的接连性很差，电源的通断频率,取决于门限操控信号的改动，因此合适运用的规模更窄，仅适用于阻性负载，如电阻加热恒温操控等,不宜用于操控电力拖动体系。１。2过零触发电路的结构及方法在一些需求频频起停或作业场所特别出于安全考虑,不允许发生接触器开断时的火花，常选用晶闸管功率器材，来替代接触器,用作电机起停操控，这种电路被称作无触点开关，在操控上分外的简略.用继电器KＡ操控晶闸管的开、断，KA触点闭合时，发生由晶闸管阳极经D、R限流和限向元件，流入晶闸管栅、阴极的触发电流回路，晶闸管注册,KA触点断开，晶闸管截止。假设能精确地操控KA在电网电压过零时接通，则晶闸管注册时冲击电流最小,即成为过零触发操控电路。实践电路中，因继电器KA的滞后动作(电磁/机械转化动作进程）,对其闭合时刻，很难进行精准的操控，若换用电子器材替代KA，操控电路能在恰当时刻发送触发脉冲,即能完成真实的过零触发操控．过零触发电路的根本电路构成晶闸管过零触发电路，主要由同步信号电路、门限操控信号电路、触发电路等几部分所组成。同步信号电路用于采样电网过零信号,构成电网过零脉冲信号，有些电路是直接将同步脉冲用于触发脉冲，有些电路是经展宽处理,变为触发脉冲;门限操控信号电路，是触发脉冲的“可控通道，操控流转脉冲数，也即时操控晶闸管的导通脉波数,达到过零调压操控的意图.别的，毛病发生时，维护电路应送出一个“触发脉冲封闭”信号，使主电路晶闸管悉数关断。2、过零触发电路一下图4为模块化过零触发电路,将虚线框内电路密封成一个全体,即成为四线端模块元件，可称为沟通固态继电器，或过零触发模块。在左边输入端给出开关信号,右侧衔接沟通电源和负载,即成构成完好的过零触发沟通开关或沟通调压电路。模块化过零触发电路上图中,PＣ1光耦合器，输入端为发光二极管,输出侧为单向晶闸管，电阻Ｒ1、电容C１并联于PC１输出侧单向晶闸的栅、阴极，起到消噪效果,进步电路作业的牢靠性.整流二极管D1~Ｄ4、电阻R5、R6与PＣ1输出侧单向晶闸管，构成双向晶闸管ＶＴ的触发电流转路,R５、R６为触发回路限流电阻。Ｒ7、Ｃ2为阻容尖峰电压吸收元件，维护晶闸管VT的安全。ＲL为负载。电阻R２、R３、Ｒ4和晶体管VT1组成过零检测电路。D１～D4将输入沟通电压的两个正、负半波整流为１0０Ｈz的脉动直流,以使PC1输出侧晶闸管在网正、负周波内均接受正向电压，一同，晶体管VT1只要在电网过零点邻近因基极偏压缺乏，处于截止状况,PC1输入侧若外操控信号为高电平（发生输入电流），输出侧晶闸管受光触发而注册，电网过零后，VT1满意基极偏流条件，处于饱满导通状况，将PＣ1输出侧晶闸管的栅、阴极短路，不再接受输入端信号操控。换言之，在ＰＣ１输入信号为高电平的状况下，只要在电网电压过零点邻近,PC1输出侧晶闸管具有导通条件，后级电路VT晶闸管只能在电网过零点邻近得到触发电流而注册，构成过零触发操控。光耦合器ＰC1输出侧晶闸管的注册,是三个条件一同效果的成果：１）阳极、阴极须接受正向电压,因D1~Ｄ4的整流效果，使电网过零后的正、负半波期间,均接受正向电压；２）VＴ１截止期间,也便是电网过零点邻近，能接受操控信号被触发导通;3)输入信号为高电平期间，也便是输入侧发光二极管有输入电流发生时，输出侧晶闸管才干构成光／电转化来的触发电流。这儿存在一个问题,所谓过零触发，是否在过零点,晶闸管VＴ即被触发？这是不可能的，晶闸管VＴ总是要略微滞后于过零点才干被触发导通，晶闸管VＴ的注册，相同遭到下面几个条件的限制:1)晶闸管须接受必定的正向电阻值后，才干注册，闸管注册也存在一个“门坎电压”;2)在电网过零期间施加的触发脉冲，如宽度缺乏或呈现过早，晶闸管接受的正向电压值尚不能够满意注册要求，注册电流达不到“擎住电流值，则构成触发失利;３）操控电路方面的原因,如本电路中VT1在电网过零后，在没有满意发射结电压０。4Ｖ以上时，还处于截止或微导通状况,并不能将截止期彻底对准电网过零点。因此所谓的过零触发，不是肯定的对准一个过零点,理解为一个过零区，更为适合，改动图4中R3、R4的阻值,能够设定“过零区的巨细。也能够将过零脉冲理解为移相视点极小的触发脉冲，但总会发生一个移相视点，是不可能肯定对准过零点的。上文提到过，图４电路可构成完好的过零触发沟通开关或沟通调压电路，这取决于操控信号的类型。过零触发电路的操控信号办法当操控信号上图中a电路类型时,操作开关ＳA,输出电压方法也为沟通开关电路，电路等效为无触点沟通开关。SA闭合时，负载RL上得到全电压,电路接通;SA断开时，负载RL上电压为零，电路断开。当操控电路如上图b电路时，输入操控信号为改动的H、L电平信号，该操控信号可由振动电路生成,或外表输出信号，调宽H、L信号的时刻份额,即操控输出晶闸管的通、断时刻比,此刻的电路便为调压输出电路。输入的PWM信号，正是门限操控电压信号，高电平时触发电路“门开”,低电平时触发电路“门关。这种操控信号，又可称作PWＭ可调宽信号（当然信号频率要低于50Hｚ），如使高电平脉冲的占比空发生１~９9%的改动,则输出电压也挖于1～9９％供电电源电压,负载所得到的功率也发生1～9９%额定功率的改动，因此过零触发调压电路，又往往被称为调功电路（用于电阻负载的功率调理）。 3、晶闸管过零触发电路二 整机电路由同步信号电路、门限操控信号电路和触发脉冲电路组成，主电路采纳晶闸管模 块,内含两只单向晶闸管。若选用一只双向晶闸管,脉冲变压器可省掉一个二次绕组。 1)同步信号构成电路。电源变压器ＴＢ１的二次1２Ｖ绕组，兼有供电电源和电网同步信号 采样两种“功能，12V绕组的正弦波电压信号，经D1～D4桥式整流电路整流后,变为１０0Ｈz 的正向脉波信号,经电阻R１构成晶体管Ｑ1的基极电流,从Q1集成极输出对应电网过零点的（高 电平)脉冲信号，加到与非门Ｕ2的1脚。接于Q１基极的R1、C1既起到消噪和限流效果,也形 成必定的时刻常数，使Ｑ1集电极输出的过零同步脉冲有必定展宽. 单相过零触发电路图７过零触发电路各点电压波形图 2)门限操控信号电路.由时基电路Ｕ1(NE555）及引脚外接元件组成固定振动频率、输出脉 宽可调的多谐振振动器，从3脚输出的可调脉宽信号加到与非门电路Ｕ2的2脚。 本电路门限操控信号电路的振动周期约为０.3５ｓ,固定振动频率约为 2。9Hｚ，ＲＰ1调至中 间方位时，晶闸管SCR１、SＣR2接连导通8个周波，然后截止8个周波的时刻;最多导通脉冲 数１６个，截止脉冲波1个;反最少导通脉波数１个，截止脉波数１6个，电路若为功率调理， 则调功比１：16，输出可调电压规模５V～２10V左右. 3）触发脉冲构成电路。U2(HC40１1）数字集成电路内含四级与非门电路,本电路只用了两 级.榜首级与非门路,将输入同步脉冲信号与 PＷM脉冲进行与非比较,在门限信号为高电平期间, 同步脉冲与门限信号进行相与运算，U2的 3脚输出端变为低电平;第二级与非门电路的两个输 入端，短接在一同,构成“非门”电路,对３脚输出信号倒相输出，输入脉冲功率放大器Ｑ2的 基极，发生脉冲变压器一次绕组的电流,经电磁感应，使 TB2二次两个绕组,得到脉冲信号，驱 动晶闸管模块内部的两只晶闸管，操控其调压输出.电路在正、负半波的两个过零点期间,输出 两个触发信号,加到晶闸管模块内的两只管子的栅阴极上，使其在(电网过零点后)接受正向电压 期间，顺次注册。 将图６电路与图7电路各点波形相对照,能够“形象地看见＂过零触发电路的作业进程。 原野之雪 2０1０年１１月27日星期六