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牛人教你设计双向可控硅过零触发电路

1970-01-01 08:00 来源:电源网 编辑:柚子

双向型的可控硅是一种被广泛应用在电路系统设计中的半导体器件,同时,这种半导体器件在单片机的控制系统研发中也常常会被用到。双向可控硅在工作运行中不存在反向耐压问题,控制电路简单,这两种优势使其非常适合做交流无触点开关使用。本文将会分享一种双向型可控硅过零触发电路的设计方法,让牛人教你一步到位完成电路设计。

双向可控硅过零触发电路在整个电路系统中,其作用是减小驱动功率和可控硅触发时产生的干扰。这里指的过零触发,可以理解为电压为零或零附近的瞬间接通。也正是由于采用过零触发,因此上述电路还需要设置一个正弦交流电过零检测电路。下面我们将会就这两种电路的设计进行简单介绍。

在可控硅电路的整个设计过程中,过零检测电路的电路设计如图1所示。在这一电路的设计中,我们为了提高整体效率并使触发脉冲与交流电压同步,因此在设计时要求每隔半个交流电的周期输出一个触发脉冲,且触发脉冲电压应当大于4V,脉冲宽度应当大于20us。在图1中,BT为变压器,TPL521-2为光电耦合器,在该电路中主要起隔离作用。当正弦交流电压接近零时,光电耦合器的两个发光二极管截止,三极管T1基极的偏置电阻电位使之导通,产生负脉冲信号,T1的输出端接到单片机80C51的外部中断0的输入引脚INT0,以引起中断。在中断服务子程序中使用定时器累计移相时间,然后发出双向可控硅的同步触发信号。在这一过零检测电路中,A、B两点电压输出波形如下图图2所示。

可控硅过零检测电路
图1 可控硅过零检测电路

可控硅过零触发电路A、B两点电压输出波形
图2 A、B两点电压输出波形

在完成了可控硅的过零检测电路设计后,接下来我们就需要进行过零触发电路的设计研究了。双向可控硅的过零触发电路设计方案如下图图3所示。从下图中我们可以看到,MOC3061为光电耦合双向可控硅驱动器,这种驱动器也属于光电耦合器的一种,在本电路系统中主要用来驱动双向可控硅BCR并且起到隔离的作用,R6为触发限流电阻,R7为BCR门极电阻,防止误触发,提高抗干扰能力。当单片机80C51的P1.0引脚输出负脉冲信号时T2通,MOC3061导通,触发BCR导通,接通交流负载。

另外需要说明的一个问题是,在这一过零触发电路的设计中,当双向可控硅接感性交流负载时,由于电源电压超前负载电流一个相位角,因此当负载电流为零时,电源电压为反向电压,加上感性负载自感电动势el作用,这就使得可控硅本身所承受的电压值将远远超过电源电压。虽然双向可控硅反向导通,但相当容易被击穿,故必须使双向可控硅能承受这种反向电压。一般在可控硅两极间并联一个RC阻容吸收电路,实现双向可控硅过电压保护,图3中的C2、R8为RC阻容吸收电路。

双向可控硅过零触发电路
图3 双向可控硅过零触发电路

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