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。

　　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

　　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（三）

　　单向可控硅调压电路图

　　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

　　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。