双向晶闸管过零检测电路设计
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双向可控硅及其触发电路双向可控硅是一种功率半导体器件,也称双向晶闸管,在单片机控制系统中,可作为功率驱动器件,由于双向可控硅没有反向耐压问题,控制电路简单,因此特别适合做交流无触点开关使用。
双向可控硅接通的一般都是一些功率较大的用电器,且连接在强电网络中,其触发电路的抗干扰问题很重要,通常都是通过光电耦合器将单片机控制系统中的触发信号加载到可控硅的控制极。
为减小驱动功率和可控硅触发时产生的干扰,交流电路双向可控硅的触发常采用过零触发电路。
(过零触发是指在电压为零或零附近的瞬间接通,由于采用过零触发,因此需要正弦交流电过零检测电路)双向可控硅分为三象限、四象限可控硅,四象限可控硅其导通条件如下图:总的来说导通的条件就是:G极与T1之间存在一个足够的电压时并能够提供足够的导通电流就可以使可控硅导通,这个电压可以是正、负,和T1、T2之间的电流方向也没有关系。
因为双向可控硅可以双向导通,所以没有正极负极,但是有T1、T2之分再看看BT134-600E的简介:(飞利浦公司的,双向四象限可控硅,最大电流4A)推荐电路:为了提高效率,使触发脉冲与交流电压同步,要求每隔半个交流电的周期输出一个触发脉冲,且触发脉冲电压应大于4V ,脉冲宽度应大于20us.图中BT 为变压器,TPL521 - 2 为光电耦合器,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,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。
过零检测电路A、B 两点电压输出波形如图2 所示。
过零触发电路电路如图3 所示,图中MOC3061 为光电耦合双向可控硅驱动器,也属于光电耦合器的一种,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。
双向晶闸管BCR3AM(3A/600V)的检测方法下面采用这两种方式进行判别,并以最常见的小功率双向可控硅为例。
(1)判别电极首先确定T2:两支表棒随意接触管子的任意两个电极,并轮流改换接法,直至找到显示值为0.1~1V(该电压在此记为T1与G之间的压降Ugt1)时,空置的电极即为T2。
其次确定T1与G2用红表棒接触T2,黑表棒接触其余两极中的任一个(暂且假定为T1),万用表应显示溢出。
接着将红表棒滑向另一电极(暂且假定为G),使得红表棒短接这两个电极,如果显示值比Ugt1略低,说明管子已被触发导通(I+触发方式),证明以上假定成立,即黑表棒接的即是T双向可控硅1。
如果在红表棒滑向另—极后显示值为Ugt1,则只需将黑表棒改接至另一未知极重复上述步骤,定能得出正确结果。
(2)触发性能判别双向晶闸管需要考察两个方向的工作状况,下面分别介绍。
红表棒接T2,黑表棒接T1,此时应显示溢出(关断状态)。
把红表棒滑向G,并且使T2与G这两极接通,此时管子将进入导通状态,应显示比Ugt1略低的数值。
接着,在红表棒不断开T2的前提下而脱离G,对于触发灵敏度高、维持电流小的管子来说,此时管子仍然维持导通状态,显示值比触发导通时的略大,但低于Ugt1。
再用红表棒接触T1、黑表棒接解T2,此时应显示溢出。
在黑表棒短接T2、G两极时,管子将导通,显示值比Ugt1略低。
与上个方向相同,当黑表棒脱离G后,那些触发灵敏度高、维持电流小的管子将仍然保持导通状态。
实测一只TO-220封装的双向晶闸管BCR3AM(3A/600V),首先判别电极:红、黑表棒在管子任意两电极间测量,当测得为0.578V即Ugt1时,便确定未与表棒相接的一极为T2。
该管子本身带有一块小型散热片,通常它与T2极相连,此特征也可作为判别T2的依据。
作为验证,测得T2与散热片间为0V,故T2判别正确。
又将红表棒接T2,黑表棒任接其余两极之一,此时显示溢出。
在红表棒短接T2和悬空的电极时显示0.546V,该电压小于Ugt1=0.578V,故黑表棒所接为T1,另一极则为G。
双向可控硅及其触发电路双向可控硅是一种功率半导体器件,也称双向晶闸管,在单片机控制系统中,可作为功率驱动器件,由于双向可控硅没有反向耐压问题,控制电路简单,因此特别适合做交流无触点开关使用。
双向可控硅接通的一般都是一些功率较大的用电器,且连接在强电网络中,其触发电路的抗干扰问题很重要,通常都是通过光电耦合器将单片机控制系统中的触发信号加载到可控硅的控制极。
为减小驱动功率和可控硅触发时产生的干扰,交流电路双向可控硅的触发常采用过零触发电路。
(过零触发是指在电压为零或零附近的瞬间接通,由于采用过零触发,因此需要正弦交流电过零检测电路)双向可控硅分为三象限、四象限可控硅,四象限可控硅其导通条件如下图:总的来说导通的条件就是:G极与T1之间存在一个足够的电压时并能够提供足够的导通电流就可以使可控硅导通,这个电压可以是正、负,和T1、T2之间的电流方向也没有关系。
因为双向可控硅可以双向导通,所以没有正极负极,但是有T1、T2之分再看看BT134-600E的简介:(飞利浦公司的,双向四象限可控硅,最大电流4A)推荐电路:为了提高效率,使触发脉冲与交流电压同步,要求每隔半个交流电的周期输出一个触发脉冲,且触发脉冲电压应大于4V ,脉冲宽度应大于20us.图中BT 为变压器,TPL521 - 2 为光电耦合器,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,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。
过零检测电路A、B 两点电压输出波形如图2 所示。
过零触发电路电路如图3 所示,图中MOC3061 为光电耦合双向可控硅驱动器,也属于光电耦合器的一种,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。
双向晶闸管的检测方法(1)电极的判断与触发特性测试将万用表置Rx1挡,测量双向晶闸管任意两脚之司的阻值,如果测出某脚和其他两脚之间的电阻均为无穷大,则该脚为T2极。
确定T2极后,可假定其余两脚中某一脚为T1电极,而另一脚为G极,然后采用触发导通测试方法确定假定极性的正确性。
试验方法如图所示。
首先将负表笔接T1极,正表笔接乃极,所测电阻应为无穷大。
然后用导线将T2极与G极短接,相当于给G极加上负触发信号,此时所测T1-T2极间电阻应为10Ω左右,证明双向晶闸管已触发导通,如图(a)所示。
将巧极与G极间的短接导线断开,电阻值若保持不变,说明管子在T1→T2方向上能维持导通状态。
再将正表笔接T1极,负表笔接T2极,所测电阻也应为无穷大,然后用导线将T2极与G 极短接,相当于给G极加上正触发信号,此时所测T1-T2极间电阻应为10Ω左右,如图(b)所示。
若断开T2极与G极间的短接导线阻值不变,则说明管子经触发后,在T2→T1方向上也能维持导通状态,且具有双向触发性能。
上述试验也证明极性的假定是正确的,否则是假定与实际不符,需重新作出假定,重复上述测量过程。
双向晶闸管测试方法(2)大功率双向晶闸管触发能力的检测小功率双向晶闸管的触发电流较小,采用万用表Rx1挡可以检查出管子的触发性能。
大功率双向晶闸管的触发电流较大,再采用万用表Rx1挡测量巳无法使管子触发导通。
为此可采用图所示的方法进行测量,但测量中需要采用不同极性的电源,以确定管子的双向触发能力。
晶闸管模块晶闸管模块内由多个晶闸管或晶闸管与整流管混合组成,电流容量一般为25~100A,电压范围为400~1600V。
它具有体积小、重量轻、散热板与电路高度电气绝缘、安装方便、耐冲击等特点,主要用于电力变换与电力控制,如各种整流设备、交一直流电机驱动电路、无触点开关以及调光装置等。
表给出了一组晶闸管模块的主要特性参数,它们的外形如图所示。
一些晶闸管模块主要特性参数型晶闸管模块外形关断晶闸管的检测可关断晶闸管的极性及触发导通性能的检测可参考前面所述的方法进行,其关断能力采用双万用表法检查,如图所示,表1用来进行触发导通,表2用以产生负向触发信号。
双向晶闸管∙双向晶闸管是由N-P-N-P-N五层半导体材料制成的,对外也引出三个电极,其结构如图所示。
双向晶闸管相当于两个单向晶闸管的反向并联,但只有一个控制极。
目录∙如何检查双向晶闸管的好坏∙浅谈双向晶闸管的结构及工作原理∙双向晶闸管的发展现状∙双向晶闸管组成的交流调压电路图如何检查双向晶闸管的好坏∙如何检查双向晶闸管的好坏:双向晶闸管作电子开关使用,能控制交流负载(例如白炽灯)的通断,根据白炽灯的亮灭情况,可判断双向晶闸管的好坏。
将220V交流电源的任意一端接T2,另一端经过220V、100W白炽灯接T1。
触发电路由开关S和门极限流电阻R组成。
S选用耐压220VAC的小型钮子开关或拉线开关。
R的阻值取100~330Ω,R值取得过大,会减小导通角。
下面个绍检查步骤:第一步,先将S断开,此时双向晶闸管关断,灯泡应熄灭。
若灯泡正常发光,则说明双向晶闸管T1-T2极间短路,管子报废;如果灯泡轻微发光,表明T1-T2漏电流太大,管子的性能很差。
出现上述两种情况,应停止试验。
第二步:闭合S,因为门极上有触发信号,所以只需经过几微秒的时间,双向晶闸管即导通通,白炽灯上有交流电流通过而正常发光。
具体工作过程分析如下:在交流电的正半周,设Ua>Ub,则T2为正,T1为负,G相对于T2也为负,双向晶闸管按照T2-T1的方向导通。
在交流电的负半周,设Ua<Ub,则T2为负,T1为正,G相对于T2也为正,双向晶闸管沿着T1→T2的方向导通。
综上所述,仅当S闭合时灯泡才能正常发光,说明双向晶闸管质量良好。
如果闭合时灯泡仍不发光,证明门极已损坏。
注意事项:(1)本方法只能检查耐压在400V以下的双向晶闸管。
对于耐压值为100V、200V的双向晶闸管,需借助自耦调压器把220V交流电压降到器件耐压值以下。
(2)T1和T2的位置不得接反,否则不能触发双向晶闸管。
(3)具体到Ua、Ub中的哪一端接火线(相线),哪端接零线,可任选。
双向可控硅的过零调功调速调光控制技术探讨双向可控硅是一种大功率的电子器件,在工程中的应用范围非常广泛。
在交流设备中应用的双向可控硅采取过零触发的方式。
文章介绍了双向可控硅的过零调功调速调光原理,并对过零调功调速调光控制技术进行了设计研究。
标签:双向可控硅;过零调功调速调光;触发电路;程序Abstract:Bidirectional thyristor is a kind of high power electronic device,which is widely used in many projects. The bidirectional thyristor used in alternating current (AC)devices adopts the mode of zero-crossing trigger. In this paper,the principle of zero-crossing adjustable light regulation for bidirectional thyristor is introduced,and the dimming control technology is designed and studied.Keywords:bidirectional thyristor;zero-crossing adjustable speed dimming;trigger circuit;program双向可控硅也称作双向晶闸管,是一种功率半导体器件。
双向可控硅在单片控制系统中应用广泛,发挥着功率驱动元器件的作用,也常作为调光器应用于智能家居系统之中。
双向可控硅作为交流无触点开关应用于控制系统之中有非常突出的优势,不会发生反向耐压的问题,电路的控制也并不复杂。
通过光电耦合器把单片机的控制系统加载于可控硅的控制极当中,能够最大程度地缩小驱动功率及可控硅在触发的时候出现的干扰。
双向可控硅及其触发电路双向可控硅是一种功率半导体器件,也称双向晶闸管,在单片机控制系统中,可作为功率驱动器件,由于双向可控硅没有反向耐压问题,控制电路简单,因此特别适合做交流无触点开关使用。
双向可控硅接通的一般都是一些功率较大的用电器,且连接在强电网络中,其触发电路的抗干扰问题很重要,通常都是通过光电耦合器将单片机控制系统中的触发信号加载到可控硅的控制极。
为减小驱动功率和可控硅触发时产生的干扰,交流电路双向可控硅的触发常采用过零触发电路。
(过零触发是指在电压为零或零附近的瞬间接通,由于采用过零触发,因此需要正弦交流电过零检测电路)双向可控硅分为三象限、四象限可控硅,四象限可控硅其导通条件如下图:总的来说导通的条件就是:G极与T1之间存在一个足够的电压时并能够提供足够的导通电流就可以使可控硅导通,这个电压可以是正、负,和T1、T2之间的电流方向也没有关系。
因为双向可控硅可以双向导通,所以没有正极负极,但是有T1、T2之分再看看BT134-600E的简介:(飞利浦公司的,双向四象限可控硅,最大电流4A)推荐电路:为了提高效率,使触发脉冲与交流电压同步,要求每隔半个交流电的周期输出一个触发脉冲,且触发脉冲电压应大于4V ,脉冲宽度应大于20us.图中BT 为变压器,TPL521 - 2 为光电耦合器,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,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。
过零检测电路A、B 两点电压输出波形如图2 所示。
过零触发电路电路如图3 所示,图中MOC3061 为光电耦合双向可控硅驱动器,也属于光电耦合器的一种,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。
双向可控硅及其触发电路Document serial number【UU89WT-UU98YT-UU8CB-UUUT-UUT108】双向可控硅及其触发电路双向可控硅是一种功率半导体器件,也称双向晶闸管,在单片机控制系统中,可作为功率驱动器件,由于双向可控硅没有反向耐压问题,控制电路简单,因此特别适合做交流无触点开关使用。
双向可控硅接通的一般都是一些功率较大的用电器,且连接在强电网络中,其触发电路的抗干扰问题很重要,通常都是通过光电耦合器将单片机控制系统中的触发信号加载到可控硅的控制极。
为减小驱动功率和可控硅触发时产生的干扰,交流电路双向可控硅的触发常采用过零触发电路。
(过零触发是指在电压为零或零附近的瞬间接通,由于采用过零触发,因此需要正弦交流电过零检测电路)双向可控硅分为三象限、四象限可控硅,四象限可控硅其导通条件如下图:总的来说导通的条件就是:G极与T1之间存在一个足够的电压时并能够提供足够的导通电流就可以使可控硅导通,这个电压可以是正、负,和T1、T2之间的电流方向也没有关系。
因为双向可控硅可以双向导通,所以没有正极负极,但是有T1、T2之分再看看BT134-600E的简介:(飞利浦公司的,双向四象限可控硅,最大电流4A)推荐电路:为了提高效率,使触发脉冲与交流电压同步,要求每隔半个交流电的周期输出一个触发脉冲,且触发脉冲电压应大于4V ,脉冲宽度应大于20us.图中BT 为变压器,TPL521 - 2 为光电耦合器,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,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。
过零检测电路A、B 两点电压输出波形如图2 所示。
过零触发电路电路如图3 所示,图中MOC3061 为光电耦合双向可控硅驱动器,也属于光电耦合器的一种,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。
过零检测电路是一个常见的应用,其中运算放大器用作比较器。
它常被用来追踪正弦波形的变化,比如从正到负或从负到正的过零点电压的情况。
它同样被可被用作方波生成器。
过零检测电路还有许多应用,比如标志信号发生器,相位计和频率计等。
过零检测电路可以用很多方法来设计,比如使用晶体管,使用运算放大器或是光耦IC等。
该文中我们将使用运算放大器来打造一个过零检测电路,正如上面所说,此处的运算放大器用作比较器。
过零检测电路的理想波形如下从上图中可以看出当正弦波形过零时,运算放大器会从正转负或是从负转正。
这就是过零检测器如何检测波形过零的。
如你所见,输出波形为一个方波,所以过零检测器也被成为方波生成电路。
所需元器件运算放大器(LM741)变压器(23OV到12V)9V电源电阻(10kΩ χ3)面包板导线示波器电路图230V电源给到一个12-0-12V的变压器,它的相位输出连接到运算放大器的二号引脚,零线与电池的接地端短接。
电池的征集引脚与运算放大器的第7号引脚相连(VCc)。
过零检测电路的原理在过零检测电路中,运算放大器的非反向引脚与地相连,从而作为参考电压, 而一个正弦波输入(Vin)则输入运算放大器的反向引脚,如电路图说是。
随后输入电压与参考电压作比较。
此处可以使用大部分运算放大器的IC,这里我们用的是LM741.现在,我们来考虑正弦波的正半轴。
我们知道当非反向引脚端的电压要低于反向引脚时,运算放大器的输出为低或处于反向饱和状态。
因此,我们会看到一个负电压的波形。
再来看正弦波的负半轴,非反向引脚(参考电压)的电压大于反向引脚(输入电压),所以运算放大器的输出为高或正向饱和状态。
因此,我们会看到一个正电压的波形,如下图所示。
使用光耦的过零检测电路我们上面提到设计过零检测电路有许多方式。
以下电路中我们使用了光耦来实现同样的过零检测电路。
通过观察输出电压你可以发现每当输入交流波过零时,输出波形为高。
5个常用过零检测电路方案(有隔离和非隔离)过零检测电路在电子产品中是常见的电路,常用来测量关于AC电源零点、电源频率和相关相角等参数。
双向晶闸管的检测方法(1)电极的判断与触发特性测试将万用表置Rx1挡,测量双向晶闸管任意两脚之司的阻值,如果测出某脚和其他两脚之间的电阻均为无穷大,则该脚为T2极。
确定T2极后,可假定其余两脚中某一脚为T1电极,而另一脚为G极,然后采用触发导通测试方法确定假定极性的正确性。
试验方法如图所示。
首先将负表笔接T1极,正表笔接乃极,所测电阻应为无穷大。
然后用导线将T2极与G极短接,相当于给G极加上负触发信号,此时所测T1-T2极间电阻应为10Ω左右,证明双向晶闸管已触发导通,如图(a)所示。
将巧极与G极间的短接导线断开,电阻值若保持不变,说明管子在T1→T2方向上能维持导通状态。
再将正表笔接T1极,负表笔接T2极,所测电阻也应为无穷大,然后用导线将T2极与G 极短接,相当于给G极加上正触发信号,此时所测T1-T2极间电阻应为10Ω左右,如图(b)所示。
若断开T2极与G极间的短接导线阻值不变,则说明管子经触发后,在T2→T1方向上也能维持导通状态,且具有双向触发性能。
上述试验也证明极性的假定是正确的,否则是假定与实际不符,需重新作出假定,重复上述测量过程。
双向晶闸管测试方法(2)大功率双向晶闸管触发能力的检测小功率双向晶闸管的触发电流较小,采用万用表Rx1挡可以检查出管子的触发性能。
大功率双向晶闸管的触发电流较大,再采用万用表Rx1挡测量巳无法使管子触发导通。
为此可采用图所示的方法进行测量,但测量中需要采用不同极性的电源,以确定管子的双向触发能力。
晶闸管模块晶闸管模块内由多个晶闸管或晶闸管与整流管混合组成,电流容量一般为25~100A,电压范围为400~1600V。
它具有体积小、重量轻、散热板与电路高度电气绝缘、安装方便、耐冲击等特点,主要用于电力变换与电力控制,如各种整流设备、交一直流电机驱动电路、无触点开关以及调光装置等。
表给出了一组晶闸管模块的主要特性参数,它们的外形如图所示。
一些晶闸管模块主要特性参数型晶闸管模块外形关断晶闸管的检测可关断晶闸管的极性及触发导通性能的检测可参考前面所述的方法进行,其关断能力采用双万用表法检查,如图所示,表1用来进行触发导通,表2用以产生负向触发信号。
零点检测模块零点检测的主要作用就是作为单片机的中断触发,过零检测的作用可以理解为给主芯片提供一个标准,这个标准的起点是零电压,可控硅导通角的大小就是依据这个标准。
也就是说白炽灯高、中、低、微亮度都对应一个导通角,而每个导通角的导通时间是从零电压开始计算的,导通时间不一样,导通角度的大小就不一样,因此白炽灯的亮度就不一样。
在过零检测模块中也特别介绍了几个重要的元器件,这也是整个系统的不可或缺的核心部件,主要有同步变压器、整流桥、比较器。
图3.2 零点检测原理图图3.3 同步变压器同步变压器是用来为晶闸管提供同步信号来作为其控制电压的。
在晶闸管整流电路中,晶闸管需要一个触发脉冲来控制其导通,而在什么时刻给可控硅发触发脉冲是要有时间基准的,而这个时间基准通常便是晶闸管的阳极电压。
即要使触发脉冲与阳极电压同步,最直接的做法便是引阳极电压来作为触发脉冲。
但是这其中出现一个问题:一般整流桥阳极电压都比较高,不能直接引入控制装置,因此需要利用一个变压器来降压,并同时起到一定的隔离作用,这个变压器就是同步变压器。
比较器:电压比较器是集成运放典型的非线性应用,电压比较器的基本功能是对输入端的两个电压进行比较,判断出哪一个电压大,在输出端输出比较结果。
当放大器工作在开环状态时,由于开环放大倍数极高,而因输入端之间只有微小电压,运算器进入非线性工作区域,是输出电压饱和,即当Ui < Ur时,Uo = +Uom;当Ui > Ur时,Uo = +Uom;当基准电压等于零时,称为过零比较器,输入电压Ui于零电位比较,电路图和电压传输特性如图3.4所示。
3.4 过零比较器及其电压传输特性电路零点检测信号理想波形为图3.5所示。
图3.5 过零信号波形此电路得到的零点信号的下降沿这作为单片机的中断触发信号,单片机以此为基准开始计时通过延时后发出一个脉冲信号来决定导通角的大小从而改变了白炽灯的亮度。
双向晶闸管触发电路描述双向晶闸管触发电路调压器电路主要由阻容移相电路和双向晶闸管两部分组成。
单独画出这两部分电路(上图),R5、RP和C5构成阻容移相电路。
合上电源开关S,交流电源电压通过R5、RP向电容器C5充电,当电容器C5两端的电压上升到略高于双向触发二极管ST的转折电压时,ST和双向晶闸管VS相继导通,负载RL得电工作。
当交流电源电压过零瞬间,双向晶闸管自行关断,接着C5又被电源反向充电,重复上述过程。
分析电路时,大家应该意识到,触发电路是工作在交流电路中的,交流电压的正、负半周分别会发出正、负触发脉冲送到双向晶闸管的控制极,使管子在正、负半周内对称地导通一次。
改变RP的阻值,就改变了C5的充电速度,也就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,实现了交流调压。
双向晶闸管实现ACS交流开关触发电路标准双向晶闸管和无缓冲器的双向晶闸管以及90年代初推出的ACS系列产品是大家最熟悉的固态开关产品,这些开关的导通都是由栅电流触发的,但是,根据所采用的技术或设计,该电流可以是从栅极灌入的电流或者源出到栅极的电流。
因此,触发电路必须考虑AC开关类型,然后正确地触发AC开关。
对于ACS开关,因为采用硅结构,所以栅电流只能是从栅极灌入。
在某些情况下,控制电路还必须与交流电源电压隔离,例如,当微控制器参考电压与AC开关参考电压不同时,控制电路必须与交流电源电压隔离。
当一个新电器采用一个变频器控制3相电机时,如果微控制器连接在直流电压轨上,而且ACS开关以线路电压为参考电压,控制电路就必须与交流电源电压隔离。
如果设计人员想要从线路上隔离全部低压电路,控制电路也必须与交流电源电压隔离。
这种解决方案通常情况下成本昂贵,因为使用一个绝缘性能良好的用户界面、使所有电子电路都以线路为参考电压的解决方案更简单,控制面板上只有几个按钮的电器设计就属于这种情况。
标准的双向晶闸管触发电路电压隔离解决方案是在双向晶闸管的A2和G端子上串联一个光电双向晶闸管。
双向晶闸管过零检测电路设计
2012年05月18日 10:27 来源:本站整理作者:秩名我要评论(0) 引言
双向可控硅是一种功率半导体器件,也称双向晶闸管,在单片机控制系统中,可作为
功率驱动器件,由于双向可控硅没有反向耐压问题,控制电路简单,因此特别适合做交流
无触点开关使用。
双向可控硅接通的一般都是一些功率较大的用电器,且连接在强电网络中,其触发电路的抗干扰问题很重要,通常都是通过光电耦合器将单片机控制系统中的触
发信号加载到可控硅的控制极。
为减小驱动功率和可控硅触发时产生的干扰,交流电路双
向可控硅的触发常采用过零触发电路。
过零触发是指在电压为零或零附近的瞬间接通。
由
于采用过零触发,因此上述电路还需要正弦交流电过零检测电路。
1 过零检测电路
电路设计如图1 所示,为了提高效率,使触发脉冲与交流电压同步,要求每隔半个交
流电的周期输出一个触发脉冲,且触发脉冲电压应大于4V ,脉冲宽度应大于20us.图中
BT 为变压器,TPL521 - 2 为光电耦合器,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,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。
过零检测电路A、B 两点电压输出波形如图2 所示。
2 过零触发电路
电路如图3 所示,图中MOC3061 为光电耦合双向可控硅驱动器,也属于光电耦合器的一种,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 导通,MOC3061 导通,触发BCR 导通,接通交流负载。
另外,若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,使得双向可控硅承受的电压值远远超过电源电压。
虽然双向可控硅反向导通,但容易击穿,故必须使双向可控硅能承受这种反向电压。
一般在双向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。
3 结束语
双向可控硅过零触发电路主要应用于单片机控制系统的交流负载控制电路,可以控制电炉、交流电机等大功率交流设备,经过实践证明工作安全、可靠。
本文重点介绍了过零检测、触发电路。
至于软件设计比较简单,当过零检测电路检测到过零时产生中断请求,只要在中断服务程序中通过单片机80C51 的P1. 0 引脚发出触发脉冲即可触发双向可控硅导通,限于篇幅,在这里就不再赘述。