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可控硅控制交流负载回路的通断

2019-12-08 10:35 次阅读

控制交流负载回路的通断,通常会用到继电器。继电器是机械式触点的电磁元器件,可以实现弱电控制强电的目的。但是在带电流分断负载回路时,会产生电弧腐蚀触点,降低了继电器的使用寿命,并且继电器触点的响应时间在ms级别,不适合用于高速通断的回路中。题目不想用继电器来控制交流回路的通断,那么可以考虑使用可控硅来实现。

1 什么是可控硅

可控硅是具有四层结构的PNPN型半导体器件,可以看作是由两个三极管所构成的元器件,可控硅的半导体结构如下图所示。

可控硅从导通方向可以分为单向可控硅SCR和双向可控硅Triac。单向可控硅的三个电极分别是阳极A、阴极K和控制极G;双向可控硅的三个电极分别为T1,T2以及控制G。可控硅的在导通后,及时将控制信号去掉,可控硅仍然处于导通状态。在交流负载回路中,一般使用双向可控硅。

2 可控硅控制回路的设计

单片机控制可控硅回路的通断时,最好使用光耦做隔离。

单片机的输出端接三极管的基极,通过三极管来控制光耦的通断,图中以灯泡作为负载。当单片机输出高电平时,光耦导通,此时可控硅的控制极有触发信号,并且T1和T2上的交流电源满足导通条件。单片机输出低电平时,光耦截止,可控硅的控制极信号被移除,此时可控硅并不是立即关断截止的,而是在过零点附件时截止。在交流回路中,可控硅的关断比较容易。

3 可控硅的控制方式

可控硅的控制方式和三极管、MOS管都不一样。可控硅的导通和关断都相对较为麻烦。以单向可控硅为例,其导通条件为:

①控制极加上正向电压;

②阳极与阴极之间要加入正向电压;

可控硅导通后,将控制信号移除,可控硅仍然导通,要想关断可控硅,必须满足以下条件:

①控制信号移除;

②阳极电流小于维持电流;

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