6 通道射频遥控器采用 CC2500 射频收发器模块和 microchip 的 PIC16F1847 微控制器设计。发射器配有 6 个轻触开关、4 个...
直流晶闸管电路
接线图
2024年10月20日 19:21 28
admin
当连接到直流 DC 电源时，晶闸管可用作 DC 开关，以控制更大的 DC 电流和负载。当使用晶闸管作为开关时，它的行为就像电子闩锁，因为一旦激活，它就会保持“开启”状态，直到手动重置。考虑下面的 DC 晶闸管电路。
这种简单的“开关”晶闸管触发电路使用晶闸管作为开关来控制灯，但它也可以用作电机、加热器或其他直流负载的开关控制电路。晶闸管为正向偏置，通过短暂关闭常开“ON”按钮 S 1 触发导通，该按钮通过栅极电阻R G将栅极端子连接到直流电源，从而允许电流流入栅极。如果R G的值相对于电源电压设置得太高，晶闸管可能不会触发。
一旦电路被“接通”，它就会自动锁存并保持“接通”状态，即使释放按钮，只要负载电流大于晶闸管的锁存电流。按钮S 1的其他操作不会影响电路状态，因为一旦“锁存”，栅极就会失去所有控制。晶闸管现在完全“接通”（导通），允许满载电路电流正向流过设备并流回电池电源。
在直流电路中使用晶闸管作为开关的主要优点之一是它具有非常高的电流增益。晶闸管是一种电流操作装置，因为较小的栅极电流可以控制较大的阳极电流。
通常会包含栅极阴极电阻器R GK来降低栅极的灵敏度并增加其 dv/dt 能力，从而防止设备的错误触发。
由于晶闸管已自锁于“导通”状态，因此只有通过中断电源并将阳极电流降低至晶闸管最小维持电流（I H）值以下才能重置电路。
打开常闭的“OFF”按钮，S 2切断电路，将流过晶闸管的电路电流降至零，从而迫使其“关闭”，直到再次施加另一个门信号。
然而，这种直流晶闸管电路设计的一个缺点是，机械常闭“OFF”开关S 2需要足够大，以处理触点打开时流过晶闸管和灯的电路功率。
如果是这种情况，我们可以用大型机械开关代替晶闸管。克服此问题并减少对更大更坚固的“OFF”开关的需求的一种方法是将开关与晶闸管并联，如图所示。
此处，晶闸管开关像以前一样接收所需的端子电压和门脉冲信号，但之前电路中较大的常闭开关已被与晶闸管并联的较小的常开开关取代。开关S 2的激活会暂时在晶闸管阳极和阴极之间产生短路，通过将保持电流降低到其最小值以下来阻止设备导通。
交流晶闸管电路
当连接到交流电 AC 电源时，晶闸管的行为与之前的 DC 连接电路不同。这是因为交流电会定期反转极性，因此交流电路中使用的任何晶闸管都会自动反向偏置，导致其在每个周期的一半时间内“关闭”。考虑下面的交流晶闸管电路。
交流开关电路
晶闸管电路
上述晶闸管触发电路在设计上与直流 SCR 电路类似，只是省略了额外的“OFF”开关，并加入了二极管D 1以防止对栅极施加反向偏置。
在正弦波形的正半周期内，器件处于正向偏置，但开关S 1处于打开状态，因此施加到晶闸管的栅极电流为零，晶闸管保持“关断”状态。在负半周期内，器件处于反向偏置，无论开关S 1的状态如何，都将保持“关断”状态。
如果开关S 1现在关闭，则在每个正半周期开始时，晶闸管完全“关闭”，但此后不久，正触发电压将有足够的增加，因此栅极处存在电流，使晶闸管完全导通，灯“亮”。
现在，晶闸管在正半周期内处于“开启”状态，栅极不受影响，并有效地短路到阴极。这种情况持续到晶闸管在正半周期结束时再次自动“关闭”，因为正弦波形在 180 o处达到零伏，阳极电流低于保持电流值。
在下一个负半周期内，该设备将完全“关闭”，直到接下来的正半周期，此时该过程重复进行，只要开关关闭，晶闸管就会再次导通。
然后，在这种情况下，灯将只从交流电源接收一半的可用功率，因为??晶闸管充当整流二极管，并且仅在正向偏置的正半周期内传导电流。晶闸管继续向灯提供一半功率，直到开关打开。
如果可以快速打开和关闭开关S 1，使晶闸管在每个正半周期的“峰值”（90 o）点接收其栅极信号，则该设备将仅在正半周期的一半时间内导通。换句话说，导通只会发生在正弦波的一半的一半时间内，这种情况会导致灯接收交流电源提供的总功率的“四分之一”或四分之一。
通过精确改变栅极脉冲和正半周期之间的时序关系，晶闸管可以向负载提供任意百分比的功率，介于 0% 和 50% 之间。显然，使用这种电路配置，它不能向灯提供超过 50% 的功率，因为??当它反向偏置时，它无法在负半周期内导通。考虑下面的电路。
相位控制是晶闸管交流电源控制最常见的形式，基本交流相位控制电路可按上图所示构建。此处晶闸管栅极电压通过触发二极管D 1从 RC 充电电路获得。
在晶闸管正向偏置的正半周期内，电容器C通过电阻器R 1充电，跟随交流电源电压。只有当点A处的电压上升到足以使触发二极管D 1导通，并且电容器放电到晶闸管的栅极并将其“导通”时，栅极才会激活。在正半周期中开始导通的时间长度由可变电阻器R 1设置的 RC 时间常数控制。
增加R 1的值会延迟提供给晶闸管栅极的触发电压和电流，从而导致器件导通时间滞后。因此，器件导通的半周期部分可以控制在 0 到 180 o之间。这意味着可以调整灯的平均功耗。但是，晶闸管是单向器件，因此每个正半周期最多只能提供 50% 的功率。
有多种方法可以使用“晶闸管”实现 100% 全波交流控制。一种方法是在二极管桥式整流电路中包括单个晶闸管，该电路将交流电转换为通过晶闸管的单向电流，而更常见的方法是使用两个反向并联的晶闸管。
更实用的方法是使用单个三端双向可控硅开关，因为该设备可以在两个方向上触发，因此使其适合于交流开关应用。
直流晶闸管开关电路
这种简单的“开关”晶闸管触发电路使用晶闸管作为开关来控制灯，但它也可以用作电机、加热器或其他直流负载的开关控制电路。晶闸管为正向偏置，通过短暂关闭常开“ON”按钮 S 1 触发导通，该按钮通过栅极电阻R G将栅极端子连接到直流电源，从而允许电流流入栅极。如果R G的值相对于电源电压设置得太高，晶闸管可能不会触发。
一旦电路被“接通”，它就会自动锁存并保持“接通”状态，即使释放按钮，只要负载电流大于晶闸管的锁存电流。按钮S 1的其他操作不会影响电路状态，因为一旦“锁存”，栅极就会失去所有控制。晶闸管现在完全“接通”（导通），允许满载电路电流正向流过设备并流回电池电源。
在直流电路中使用晶闸管作为开关的主要优点之一是它具有非常高的电流增益。晶闸管是一种电流操作装置，因为较小的栅极电流可以控制较大的阳极电流。
通常会包含栅极阴极电阻器R GK来降低栅极的灵敏度并增加其 dv/dt 能力，从而防止设备的错误触发。
由于晶闸管已自锁于“导通”状态，因此只有通过中断电源并将阳极电流降低至晶闸管最小维持电流（I H）值以下才能重置电路。
打开常闭的“OFF”按钮，S 2切断电路，将流过晶闸管的电路电流降至零，从而迫使其“关闭”，直到再次施加另一个门信号。
然而，这种直流晶闸管电路设计的一个缺点是，机械常闭“OFF”开关S 2需要足够大，以处理触点打开时流过晶闸管和灯的电路功率。
如果是这种情况，我们可以用大型机械开关代替晶闸管。克服此问题并减少对更大更坚固的“OFF”开关的需求的一种方法是将开关与晶闸管并联，如图所示。
替代直流晶闸管电路
此处，晶闸管开关像以前一样接收所需的端子电压和门脉冲信号，但之前电路中较大的常闭开关已被与晶闸管并联的较小的常开开关取代。开关S 2的激活会暂时在晶闸管阳极和阴极之间产生短路，通过将保持电流降低到其最小值以下来阻止设备导通。
交流晶闸管电路
当连接到交流电 AC 电源时，晶闸管的行为与之前的 DC 连接电路不同。这是因为交流电会定期反转极性，因此交流电路中使用的任何晶闸管都会自动反向偏置，导致其在每个周期的一半时间内“关闭”。考虑下面的交流晶闸管电路。
交流开关电路
晶闸管电路
上述晶闸管触发电路在设计上与直流 SCR 电路类似，只是省略了额外的“OFF”开关，并加入了二极管D 1以防止对栅极施加反向偏置。
在正弦波形的正半周期内，器件处于正向偏置，但开关S 1处于打开状态，因此施加到晶闸管的栅极电流为零，晶闸管保持“关断”状态。在负半周期内，器件处于反向偏置，无论开关S 1的状态如何，都将保持“关断”状态。
如果开关S 1现在关闭，则在每个正半周期开始时，晶闸管完全“关闭”，但此后不久，正触发电压将有足够的增加，因此栅极处存在电流，使晶闸管完全导通，灯“亮”。
现在，晶闸管在正半周期内处于“开启”状态，栅极不受影响，并有效地短路到阴极。这种情况持续到晶闸管在正半周期结束时再次自动“关闭”，因为正弦波形在 180 o处达到零伏，阳极电流低于保持电流值。
在下一个负半周期内，该设备将完全“关闭”，直到接下来的正半周期，此时该过程重复进行，只要开关关闭，晶闸管就会再次导通。
然后，在这种情况下，灯将只从交流电源接收一半的可用功率，因为??晶闸管充当整流二极管，并且仅在正向偏置的正半周期内传导电流。晶闸管继续向灯提供一半功率，直到开关打开。
如果可以快速打开和关闭开关S 1，使晶闸管在每个正半周期的“峰值”（90 o）点接收其栅极信号，则该设备将仅在正半周期的一半时间内导通。换句话说，导通只会发生在正弦波的一半的一半时间内，这种情况会导致灯接收交流电源提供的总功率的“四分之一”或四分之一。
通过精确改变栅极脉冲和正半周期之间的时序关系，晶闸管可以向负载提供任意百分比的功率，介于 0% 和 50% 之间。显然，使用这种电路配置，它不能向灯提供超过 50% 的功率，因为??当它反向偏置时，它无法在负半周期内导通。考虑下面的电路。
半波相位控制
相位控制是晶闸管交流电源控制最常见的形式，基本交流相位控制电路可按上图所示构建。此处晶闸管栅极电压通过触发二极管D 1从 RC 充电电路获得。
在晶闸管正向偏置的正半周期内，电容器C通过电阻器R 1充电，跟随交流电源电压。只有当点A处的电压上升到足以使触发二极管D 1导通，并且电容器放电到晶闸管的栅极并将其“导通”时，栅极才会激活。在正半周期中开始导通的时间长度由可变电阻器R 1设置的 RC 时间常数控制。
增加R 1的值会延迟提供给晶闸管栅极的触发电压和电流，从而导致器件导通时间滞后。因此，器件导通的半周期部分可以控制在 0 到 180 o之间。这意味着可以调整灯的平均功耗。但是，晶闸管是单向器件，因此每个正半周期最多只能提供 50% 的功率。
有多种方法可以使用“晶闸管”实现 100% 全波交流控制。一种方法是在二极管桥式整流电路中包括单个晶闸管，该电路将交流电转换为通过晶闸管的单向电流，而更常见的方法是使用两个反向并联的晶闸管。
更实用的方法是使用单个三端双向可控硅开关，因为该设备可以在两个方向上触发，因此使其适合于交流开关应用。
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