單向可控硅光控電路圖大全（四款模擬電路設(shè)計原理圖詳解）

　　單向可控硅簡介

　　可控硅（SCR： Silicon Controlled Rectifier）是可控硅整流器的簡稱?？煽毓栌袉蜗颉㈦p向、可關(guān)斷和光控幾種類型。它具有體積小、重量輕、效率高、壽命長、控制方便等優(yōu)點，被廣泛用于可控整流、調(diào)壓、逆變以及無觸點開關(guān)等各種自動控制和大功率的電能轉(zhuǎn)換的場合。

　　單向可控硅是一種可控整流電子元件，能在外部控制信號作用下由關(guān)斷變?yōu)閷?，但一旦導通，外部信號就無法使其關(guān)斷，只能靠去除負載或降低其兩端電壓使其關(guān)斷。單向可控硅是由三個PN結(jié)PNPN組成的四層三端半導體器件與具有一個PN結(jié)的二極管相比，單向可控硅正向?qū)ㄊ芸刂茦O電流控制；與具有兩個PN結(jié)的三極管相比，差別在于可控硅對控制極電流沒有放大作用。

　　可控硅導通條件：一是可控硅陽極與陰極間必須加正向電壓，二是控制極也要加正向電壓。以上兩個條件必須同時具備，可控硅才會處于導通狀態(tài)。另外，可控硅一旦導通后，即使降低控制極電壓或去掉控制極電壓，可控硅仍然導通。 可控硅關(guān)斷條件：降低或去掉加在可控硅陽極至陰極之間的正向電壓，使陽極電流小于最小維持電流以下。

　　結(jié)構(gòu)控制編輯單向可控硅為具有三個 PN 結(jié)的四層結(jié)構(gòu)，由最外層的 P 層、N 層引出兩個電極――陽 極 A 和陰極 K，由中間的 P 層引出控制極 G。電路符號好像為一只二極管，但好多一個引 出電極――控制極或觸發(fā)極 G。SCR 或 MCR 為英文縮寫名稱。

　　從控制原理上可等效為一只 PNP 三極管和一只 NPN 三極管的連接電路， 兩管的基極電 流和集電極電流互為通路，具有強烈的正反反饋作用。一旦從 G、K 回路輸入 NPN 管子的 基極電流，由于正反饋作用，兩管將迅即進入飽合導通狀態(tài)?？煽毓鑼ㄖ螅膶?態(tài)完全依靠管子本身的正反饋作用來維持，即使控制電流（電壓）消失，可控硅仍處于導通 狀態(tài)?？刂菩盘?UGK 的作用僅僅是觸發(fā)可控硅使其導通，導通之后，控制信號便失去控制 作用。

　　單向可控硅的導通需要兩個條件：

　　1） 、A、K 之間加正向電壓；

　　2） 、G、K 之間輸入一個正向觸發(fā)電流信號，無論是直流或脈沖信號。

　　若欲使可控硅關(guān)斷，也有兩個關(guān)斷條件：

　　1） 、使正向?qū)娏髦敌∮谄涔ぷ骶S持電流值；

　　2） 、使 A、K 之間電壓反向。

　　可見，可控硅器件若用于直流電路，一旦為觸發(fā)信號開通，并保持一定幅度的流通電流 的話，則可控硅會一直保持開通狀態(tài)。除非將電源開斷一次，才能使其關(guān)斷。若用于交流電 路，則在其承受正向電壓期間，若接受一個觸發(fā)信號，則一直保持導通，直到電壓過零點到 來，因無流通電流而自行關(guān)斷。在承受反向電壓期間，即使送入觸發(fā)信號，可控硅也因 A、 K 間電壓反向，而保持于截止狀態(tài)。 可控硅器件因工藝上的離散性，其觸發(fā)電壓、觸發(fā)電流值和導通壓降，很難有統(tǒng)一的標 1 準?？煽毓杵骷刂票举|(zhì)上如同三極管一樣，為電流控制器件。功率越大，所需觸發(fā)電流也 越大。觸發(fā)電壓范圍一般為 1.5V―3V 左右，觸發(fā)電流為 10mA―幾百 mA 左右。峰值觸發(fā) 電壓不宜超過 10V，峰值觸發(fā)電流也不宜超過 2A。A、K 間導通壓降為 1―2V。

　　單向可控硅光控電路圖大全（四款模擬電路設(shè)計原理圖詳解）

　　單向可控硅光控電路圖（一）

　　用單向可控硅的光控照明燈

　　RG為光敏電阻器它與固定電阻R構(gòu)成分壓器，其分壓值經(jīng)二極管VD整流加至可控硅vs的門極作為觸發(fā)電壓。白天RG受室內(nèi)自然光照射而呈現(xiàn)低電阻，分壓值較低，不足以觸發(fā)可控硅vs，故vs處于關(guān)斷狀態(tài)，電燈H不亮。晚上夜幕來臨時，RG無光線照射呈高電阻，其分壓值較高，經(jīng)VD整流后加至vs的門板，使、俜迅速開通，燈H就點亮發(fā)光。電燈在發(fā)光狀態(tài)時，流過的電流是半波交流電，電燈是處于欠壓狀態(tài)，所以電燈的使用壽命極長，因此該電路十分適用于無人管理的公共走道照明用。

　　單向可控硅光控電路圖（二）

　　單向可控硅光控電路圖（三）

　　單向可控硅調(diào)壓電路圖

　　可控硅交流調(diào)壓器由可控整流電路和觸發(fā)電路兩部分組成，其電路原理圖如下圖所示。 從圖中可知，二極管D1—D4組成橋式整流電路，雙基極二極管T1構(gòu)成張弛振蕩器作為可控硅的同步觸發(fā)電路。當調(diào)壓器接上市電后，220V交流電通過負載電阻RL經(jīng)二極管D1—D4整流，在可控硅SCR的A、K兩端形成一個脈動直流電壓，該電壓由電阻R1降壓后作為觸發(fā)電路的直流電源。在交流電的正半周時，整流電壓通過R4、W1對電容C充電。

　　當充電電壓Uc達到T1管的峰值電壓Up時，T1管由截止變?yōu)閷ǎ谑请娙軨通過T1管的e、b1結(jié)和R2迅速放電，結(jié)果在R2上獲得一個尖脈沖。這個脈沖作為控制信號送到可控硅SCR的控制極， 使可控硅導通?？煽毓鑼ê蟮墓軌航岛艿?，一般小于1V，所以張弛振蕩器停止工作。當交流電通過零點時，可控硅自關(guān)斷。當交流電在負半周時，電容C又從新充電……如此周而復始，便可調(diào)整負載RL上的功率了。

　　單向可控硅光控電路圖（四）

　　單向可控硅無級調(diào)光器

　　220V交流電通過燈泡H經(jīng)VD1—VD4橋式整流，輸出一全波脈動電壓加在可控硅vs的陽極與陰極之間，為可控硅提供開通所需的正向陽極電壓。此脈動電壓又經(jīng)R1降壓、VD5剖波得到14～17V的梯形被電壓，此電壓加到由單結(jié)晶體管V‘r2所組成的觸發(fā)電路上，當梯形波電壓每次下降至霉而開始上升時，電源通過電阻RP、R6向電容C充電，使電容C兩端電壓不斷升高，當升至Y12的導通電壓時，VT2導通，C就通過VT2向電阻R5放電，在R5兩端即在三極管VT1的基極上得到一正向尖端脈沖，VT1迅速導通，就向可控硅vs的門極注入正向觸發(fā)電壓，迫使可控硅vs開通。

　　在vs開通期間因vs的壓降很小，梯形波電壓就幾乎下降為零。當交流電過零時，可控硅vs關(guān)斷，梯形波電壓又從零開始上升，電容C又重新開始充電，電路重復上述過程。調(diào)節(jié)電位器RP，可改變電容C充電時間快慢。當RP阻值較小時，在梯形波一個周期里（即交流電的半個周期），電容C兩端電壓較先達到VT2的導通電壓，所咀可控硅vs的導通角較大，流過燈泡H的平均電流大，燈泡亮度就較大；如RP的阻值調(diào)得較大，因充電時間常數(shù)較大，在梯形波的一個周期里，電容C兩端電壓較后到達VT2的導通電壓，所咀可控硅vs的導通角就小，流過燈泡的平均電流較小，所以發(fā)光亮度也就較暗+因此通過調(diào)節(jié)電位器RP就可以達到改變燈泡H亮度的目的。