圖解可控硅SCR電路如何控制負載電流-雷神電氣

摘要:可控硅,SCR電路廣泛用于直流和交流系統的功率控制。電路使用各種不同的方法來控制負載電流,但是所有方法都需要觸發柵極并移除陽極陰極電壓以停止電流流動。...

有多種可控硅/ SCR電路可同時控制直流和交流-交流控制電路通常使用柵極上的相位差來控制電流水平。
可控硅,SCR電路廣泛用于直流和交流系統的功率控制。電路使用各種不同的方法來控制負載電流,但是所有方法都需要觸發柵極并移除陽極陰極電壓以停止電流流動。了解可控硅/ SCR電路的工作原理可使他們更容易設計。
許多交流可控硅SCR電路使用在柵極產生的信號的可變相位差來控制可控硅導通的波形部分。這種類型的電路相對容易設計和構造。

直流可控硅/ SCR電路

在許多應用中,需要SCR電路來控制DC負載的操作。這可用于直流電動機,燈或任何其他需要切換的負載。
下面給出的基本SCR電路能夠使用小開關控制向負載供電,以啟動向負載供電。
 
基本直流可控硅/ SCR電路

最初在S1閉合而S2斷開的情況下,將沒有電流流過。僅當S2閉合并通過使柵極電流流動而觸發柵極時,SCR電路才會導通,電流流向負載。
電流將繼續流動,直到陽極電路中斷為止??梢允褂肧1完成。一種替代方法是將開關S1置于SCR兩端,并通過暫時閉合它,SCR兩端的電壓將消失并且SCR將停止導通。
由于其在該SCR電路中的功能,可以將S1稱為斷開開關,將S2稱為接通開關。在這種配置中,S1需要能夠承載滿負載電流,而S2僅需要能夠承載柵極電流。SCR接通后,由于SCR的作用維持了流經設備的電流以及負載的電流,因此可以釋放開關并保持斷開狀態。
電阻器R1通過開關將柵極連接到電源。當開關S2閉合時,電流流過電阻器,進入柵極并接通SCR。必須計算電阻器R1以提供足夠的柵極電流來接通SCR電路。
包含R2是為了降低SCR的靈敏度,以使它不會因可能拾取的任何噪聲而觸發。

基本交流可控硅/ SCR電路

當交流電與可控硅電路一起使用時,需要進行一些更改,如下所示。
出現這種情況的原因是,交流電在整個循環過程中使極性反轉。這意味著SCR將變為反向偏置,從而有效地將陽極電壓降低至零,從而使其在每個周期的一半時間內關閉。結果,不需要斷開開關,因為這是使用交流電源的一部分。
 
基本交流可控硅/ SCR電路

該電路的操作與DC SCR電路略有不同。當開關打開時,隨著交流波形沿其前進,電路將需要等待直到有足夠的陽極電壓可用。另外,SCR電路將需要等待,直到該電路的柵極部分內的電壓可以提供足夠的電流來觸發SCR。為此,開關必須處于關閉位置。
一旦觸發,SCR將在周期的正半段保持在導通狀態。隨著電壓下降,陽極陰極電壓不足以支持傳導。此時,SCR將停止導通。
然后,在周期的負半段,SCR將不會導通。僅當循環的下一個正一半返回時,該過程才會重復。
結果,該電路僅在門開關處于其閉合位置時才導通。
使用這種性質的SCR電路的問題之一是,它不能向負載提供超過50%的功率,因為??在SCR的負半周期內它不會導通,因為SCR是反向偏置的。

帶門相位控制的交流可控硅電路

通過改變SCR導通的半周期的比例,可以控制到達負載的功率。這可以通過使用結合了輸入門信號的相位控制的SCR電路來實現。
 
交流可控硅電路波形

使用具有相位控制的SCR電路,可以看到SCR柵極信號是從二極管D1之前的R1,VR1和C1組成的RC電路中得出的。
與基本AC SCR電路一樣,由于SCR正向偏置,因此僅關注波形的正半周期。在此半個周期內,電容器C1通過由R1和VR1組成的電阻網絡從交流電源電壓充電??梢钥吹紺1正端的波形落后于輸入波形,只有在電容器高端的電壓已經上升到足以通過D1觸發SCR時,才觸發門。結果,SCR的接通點比不存在RC網絡時通常發生的接通點延遲。設置VR1的值會改變延遲,從而改變SCR導通的周期比例。這樣,可以調節負載的功率。
 
帶有柵極相位控制的交流可控硅電路

已包括串聯電阻器R1,以將電阻器網絡的MIN值限制為將為SCR提供可接受的柵極電流水平的值。
通常,為了完全控制可用于SCR導通的50%的周期,門波形的相角必須在0°至180°之間變化。

這些電路提供了SCR /可控硅電路設計背后的一些基本概念。它們演示了如何工作以及如何使用它們的基本操作。
設計可控硅電路時要注意的主要問題之一是功耗問題。由于這些電路經常要處理高壓和高功率電平,因此功耗可能是電路設計和操作的主要因素。
 

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