簡單可控硅充電機制作（四） - 簡單可控硅充電機制作（四款可控硅充電機電路圖詳解）

簡單可控硅充電機制作（四）

電路原理

我們知道，可控硅是一個可控制的單向?qū)щ婇_關(guān)，在交流電路中具有整流作用，而且整流出的電壓受控于控制極脈沖電壓的大小和寬度。根據(jù)這個原理，將可控硅串聯(lián)于220V交流電路中，并利用單結(jié)管電路作為可控硅控制極的控制電路，以實現(xiàn)直接整流交流電的目的。

如圖1所示電路，其中3CT、C1、R1組成整流電路，可控硅3CT為核心整流元件，在控制極脈沖［如圖2（b）所示波形］的作用下將交流電變?yōu)橹绷麟?C1和R1串聯(lián)后并接于可控硅的兩端，其作用是保護可控硅不被擊穿，稱為阻容保護。其實質(zhì)就是將造成“過電壓”的能量變成電場能量儲存到電容器中，然后釋放到電阻中去消耗掉。

具體來說，當可控硅換向時，由于殘留載流子的存在，在反向電壓的作用下，將以反向電流的形式流過回路，當反向阻斷能力恢復時，電流迅速減少，若回路中有電感存在，將會產(chǎn)生一個比工作電壓高數(shù)倍的尖峰脈沖，有可能使可控硅擊穿。在可控硅兩端并聯(lián)電容C1后，利用電容器C1上電壓不能突變的規(guī)律，可以減緩電壓的上升。從電容器充放電電流公式

i=dq/dt=C1*duC1/dt

得

VC1=1/C1*∫idt.

可以看出，將C1取得足夠大，而尖峰脈沖的時間都很短，故C1上電壓的終值可限制在可控硅的允許范圍內(nèi)。電阻R1的作用主要有兩個，一是可以阻尼電容C1和電路中的L形成振蕩;另一是限制電容C1放電時的電流上升率，因為當可控硅未導通時，電容器是儲積著電能的，一旦可控硅被觸發(fā)導通，電容C1上的電荷立即經(jīng)可控硅形成短路放電回路，若沒有電阻R1限流，這個放電電流的瞬時值可能很大，電流上升率若超過其極限值，可能使可控硅損壞。

由R2、D1、D2、D3、R1、RW、C2、R4、BT33、R3及D4組成控制電路，產(chǎn)生觸發(fā)脈沖控制可控硅的導通角，從而實現(xiàn)輸出電壓大小的控制。其中R2、D1部分產(chǎn)生降壓整流作用，向觸發(fā)電路提供直流偏置電壓。

D2、D3起穩(wěn)壓作用，使單結(jié)管輸出的脈沖幅度和每半周產(chǎn)生第一個脈沖（第一個脈沖使可控硅觸發(fā)導通后，后面的脈沖都是無用的）的時間不受交流電電源電壓的波動的影響，觸發(fā)電路能穩(wěn)定工作。

RW和R3稱充電電阻，R5為放電電阻，R4為溫度補償電阻。電源接通后，電流經(jīng)D1整流后，由電阻RW、R3對電容C2充電，當E點電位達到單結(jié)管的導通電壓后，單結(jié)管導通，產(chǎn)生觸發(fā)脈沖，以控制可控硅的導通角.R5決定放電的快慢，影響著輸出觸發(fā)脈沖的寬度t見圖（2）b波形。如果改變電位器RW的電阻值，例如，增大阻值，電容器C2的充電變慢，因而每半波出現(xiàn)第一個脈沖的時間后移，從而使可控硅的導通角變小，輸出電壓的平均值也變小。因此改變RW是起移相的作用，達到調(diào)壓的目的。