单向可控硅光控电路图大全(四款模拟电路设计原理图详解)

来源:网络整理 作者:2018年02月02日 17:00
关键词:单向可控硅

  单向可控硅简介

  可控硅(SCR: Silicon Controlled RecTIfier)是可控硅整流器的简称。可控硅有单向、双向、可关断和光控几种类型。它具有体积小、重量轻、效率高、寿命长、控制方便等优点,被广泛用于可控整流、调压、逆变以及无触点开关等各种自动控制和大功率的电能转换的场合。

  单向可控硅是一种可控整流电子元件,能在外部控制信号作用下由关断变为导通,但一旦导通,外部信号就无法使其关断,只能靠去除负载或降低其两端电压使其关断。单向可控硅是由三个PN结PNPN组成的四层三端半导体器件与具有一个PN结的二极管相比,单向可控硅正向导通受控制极电流控制;与具有两个PN结的三极管相比,差别在于可控硅对控制极电流没有放大作用。

  可控硅导通条件:一是可控硅阳极与阴极间必须加正向电压,二是控制极也要加正向电压。以上两个条件必须同时具备,可控硅才会处于导通状态。另外,可控硅一旦导通后,即使降低控制极电压或去掉控制极电压,可控硅仍然导通。 可控硅关断条件:降低或去掉加在可控硅阳极至阴极之间的正向电压,使阳极电流小于最小维持电流以下。

  单向可控硅光控电路图大全(四款模拟电路设计原理图详解)

  结构控制编辑单向可控硅为具有三个 PN 结的四层结构,由最外层的 P 层、N 层引出两个电极――阳 极 A 和阴极 K,由中间的 P 层引出控制极 G。电路符号好像为一只二极管,但好多一个引 出电极――控制极或触发极 G。SCR 或 MCR 为英文缩写名称。

  从控制原理上可等效为一只 PNP 三极管和一只 NPN 三极管的连接电路, 两管的基极电 流和集电极电流互为通路,具有强烈的正反反馈作用。一旦从 G、K 回路输入 NPN 管子的 基极电流,由于正反馈作用,两管将迅即进入饱合导通状态。可控硅导通之后,它的导通状 态完全依靠管子本身的正反馈作用来维持,即使控制电流(电压)消失,可控硅仍处于导通 状态。控制信号 UGK 的作用仅仅是触发可控硅使其导通,导通之后,控制信号便失去控制 作用。

  单向可控硅的导通需要两个条件:

  1) 、A、K 之间加正向电压;

  2) 、G、K 之间输入一个正向触发电流信号,无论是直流或脉冲信号。

  若欲使可控硅关断,也有两个关断条件:

  1) 、使正向导通电流值小于其工作维持电流值;

  2) 、使 A、K 之间电压反向。

  可见,可控硅器件若用于直流电路,一旦为触发信号开通,并保持一定幅度的流通电流 的话,则可控硅会一直保持开通状态。除非将电源开断一次,才能使其关断。若用于交流电 路,则在其承受正向电压期间,若接受一个触发信号,则一直保持导通,直到电压过零点到 来,因无流通电流而自行关断。在承受反向电压期间,即使送入触发信号,可控硅也因 A、 K 间电压反向,而保持于截止状态。 可控硅器件因工艺上的离散性,其触发电压、触发电流值和导通压降,很难有统一的标 1 准。可控硅器件控制本质上如同三极管一样,为电流控制器件。功率越大,所需触发电流也 越大。触发电压范围一般为 1.5V―3V 左右,触发电流为 10mA―几百 mA 左右。峰值触发 电压不宜超过 10V,峰值触发电流也不宜超过 2A。A、K 间导通压降为 1―2V。

  单向可控硅光控电路图大全(四款模拟电路设计原理图详解)

  单向可控硅光控电路图(一)

  用单向可控硅的光控照明灯

  单向可控硅光控电路图大全(四款模拟电路设计原理图详解)

  RG为光敏电阻器它与固定电阻R构成分压器,其分压值经二极管VD整流加至可控硅vs的门极作为触发电压。白天RG受室内自然光照射而呈现低电阻,分压值较低,不足以触发可控硅vs,故vs处于关断状态,电灯H不亮。晚上夜幕来临时,RG无光线照射呈高电阻,其分压值较高,经VD整流后加至vs的门板,使、俜迅速开通,灯H就点亮发光。电灯在发光状态时,流过的电流是半波交流电,电灯是处于欠压状态,所以电灯的使用寿命极长,因此该电路十分适用于无人管理的公共走道照明用。

  单向可控硅光控电路图(二)

  单向可控硅光控电路图大全(四款模拟电路设计原理图详解)

  单向可控硅光控电路图(三)

  单向可控硅调压电路图

  单向可控硅光控电路图大全(四款模拟电路设计原理图详解)

  可控硅交流调压器由可控整流电路和触发电路两部分组成,其电路原理图如下图所示。 从图中可知,二极管D1—D4组成桥式整流电路,双基极二极管T1构成张弛振荡器作为可控硅的同步触发电路。当调压器接上市电后,220V交流电通过负载电阻RL经二极管D1—D4整流,在可控硅SCR的A、K两端形成一个脉动直流电压,该电压由电阻R1降压后作为触发电路的直流电源。在交流电的正半周时,整流电压通过R4、W1对电容C充电。

  当充电电压Uc达到T1管的峰值电压Up时,T1管由截止变为导通,于是电容C通过T1管的e、b1结和R2迅速放电,结果在R2上获得一个尖脉冲。这个脉冲作为控制信号送到可控硅SCR的控制极, 使可控硅导通。可控硅导通后的管压降很低,一般小于1V,所以张弛振荡器停止工作。当交流电通过零点时,可控硅自关断。当交流电在负半周时,电容C又从新充电……如此周而复始,便可调整负载RL上的功率了。

  单向可控硅光控电路图(四

  单向可控硅无级调光器

  单向可控硅光控电路图大全(四款模拟电路设计原理图详解)

  220V交流电通过灯泡H经VD1—VD4桥式整流,输出一全波脉动电压加在可控硅vs的阳极与阴极之间,为可控硅提供开通所需的正向阳极电压。此脉动电压又经R1降压、VD5剖波得到14~17V的梯形被电压,此电压加到由单结晶体管V‘r2所组成的触发电路上,当梯形波电压每次下降至霉而开始上升时,电源通过电阻RP、R6向电容C充电,使电容C两端电压不断升高,当升至Y12的导通电压时,VT2导通,C就通过VT2向电阻R5放电,在R5两端即在三极管VT1的基极上得到一正向尖端脉冲,VT1迅速导通,就向可控硅vs的门极注入正向触发电压,迫使可控硅vs开通。

  在vs开通期间因vs的压降很小,梯形波电压就几乎下降为零。当交流电过零时,可控硅vs关断,梯形波电压又从零开始上升,电容C又重新开始充电,电路重复上述过程。调节电位器RP,可改变电容C充电时间快慢。当RP阻值较小时,在梯形波一个周期里(即交流电的半个周期),电容C两端电压较先达到VT2的导通电压,所咀可控硅vs的导通角较大,流过灯泡H的平均电流大,灯泡亮度就较大;如RP的阻值调得较大,因充电时间常数较大,在梯形波的一个周期里,电容C两端电压较后到达VT2的导通电压,所咀可控硅vs的导通角就小,流过灯泡的平均电流较小,所以发光亮度也就较暗+因此通过调节电位器RP就可以达到改变灯泡H亮度的目的。

关注电子发烧友微信

有趣有料的资讯及技术干货

下载发烧友APP

打造属于您的人脉电子圈

关注发烧友课堂

锁定最新课程活动及技术直播
声明:电子发烧友网转载作品均尽可能注明出处,该作品所有人的一切权利均不因本站而转移。
作者如不同意转载,既请通知本站予以删除或改正。转载的作品可能在标题或内容上或许有所改动。
收藏 人收藏
分享:

相关阅读

发表评论

elecfans网友

分享到:

用户评论(0