SCR应用程序|开关,AC和DC功率控制

在本教程中,我们将了解一些常识的SCR应用程序。亚博彩票下载SCR应用正在切换,在AC和DC电路中进行功率控制,过电压保护等。

SCR应用程序

由于可控硅或可控硅具有各种各样的优点,比如能够在响应低栅电流时从OFF状态切换到ON状态,也能够切换高电压,因此可控硅或可控硅可用于各种应用。

这些应用包括开关、整流、调节、保护等。可控硅用于家电控制,包括照明、温度控制、风扇调速、加热和报警激活。

对于工业应用,SCR用于控制电机速度,电池充电和电源转换。其中一些是下面解释的。

可控硅作为开关

切换操作是SCR最重要的应用之一。SCR通常用作固态继电器,并且具有比电磁继电器或开关更优点,因为SCR中没有移动部件。

下图显示了SCR作为开关的应用,以打开和关闭提供给负载的电源。通过将替代触发脉冲施加到SCR来控制供应到负载的交流电源。电阻器R1和R2分别保护二极管D1和D2。电阻器R限制栅极电流。

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在输入的正半周期期间,SCR1是正向偏置的,并且SCR2是反向偏置的。如果开关S关闭,则栅极电流被施加到SCR1通过二极管D1,因此SCR1接通。因此,电流通过SCR1流到负载。

同样,在信号的负半周期,SCR2是正向偏置,而sc1是反向偏置。如果开关S关闭,栅极电流通过二极管D2流向SCR2。因此SCR2打开,负载电流流过它。

因此,通过控制开关S,负载电流可以控制在任何想要的位置。可以观察到,这个开关控制几磨安培电流来控制负载中的几百安培电流。因此,这种切换方法比机械或机电切换更有优势。

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使用可控硅的功率控制

可控硅能够控制传输到负载的功率。通常需要根据负载要求(如电机速度控制和调光器)改变负载的功率。

在这种情况下,传统的可调电位器功率变化的方法由于功耗大而不可靠。在大功率电路中,为了降低这种功耗,可控硅是功率控制器件的最佳选择。

交流电源控制使用SCR

在AC电路中,相位控制是SCR功率控制的最常见形式。在相位控制中,通过改变栅极端子处的触发角α,获得功率控制。

下图显示了一个完整的AC波控制电路,说明相位控制方法。考虑到AC电源给出了两个反平行的SCR。在信号SCR1的正半周期期间,在负半周期中进行,SCR2在施加适当的栅极脉冲时进行。

通过改变对相应的SCR的触发角度,转弯时间变化。这导致对负载消耗的功率变化。在下面的图中,SCR在延迟脉冲处触发(意味着触发角度的增加)导致输送到负载的功率降低。

相位控制的主要优点是,可控硅在交流电流的每一个电流零位自动关闭。因此,不需要换向电路来关闭可控硅。

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使用SCR的直流电源控制

在直流电路中,通过改变可控硅的ON和OFF持续时间来改变负载的功率。这种方法称为斩波控制或ON-OFF控制。下图显示了简单的开关控制负载使用可控硅。

也可以在一定的触发频率下切换可控硅,从而改变流向负载的电流。这种电路的例子是基于PWM的可控硅电路产生可变输出到负载。

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通过使用相位控制整流器电路,可以产生对负载的可变DC电源。通过控制SCR接通的瞬间来控制输送到负载的平均直流电源。下面给出了一些整流电路。

单相半波整流电路

下面的电路是使用可控硅的单相半波整流电路。一个与可变电阻串联的二极管连接到负责触发可控硅的栅。

  • 在AC输入信号的负半周期期间,SCR是反向偏置的。因此,无电流流过负载。
  • 在输入的负半周期,可控硅正向偏置。如果电阻器改变到最小触发电流加到栅极上,则可控硅开启。因此电流开始流向负载。
  • 如果栅极电流较高,可控硅开启时的电源电压就会较小。可控硅开始导电的角度称为点火角度。对于这种整流电路,点火角度只能在正半周期内改变。
  • 因此,通过改变发射角度或栅极电流(通过改变该电路中的电阻),可以使SCR导通部分或全正半周期,使得送到负载的平均功率变化。

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全波整流器

在全波整流器中,输入电源的正负波都被整流。因此,与半波整流器相比,DC电压的平均值高,并且纹波含量较小。下图显示了由与中心螺纹变压器连接的两个SCR组成的全波整流电路。

•在输入的正半周期,sc1是正向偏置,sc2是反向偏置。通过施加适当的门信号,sc1被打开,因此负载电流开始流过它。

•在输入的负半周期,SCR2是正向偏置,而sc1是反向偏置。通过栅极触发,SCR2开启,因此负载电流流过SCR2。

•因此,通过改变对SCR的触发电流,提供给负载的平均功率变化。

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全波桥式整流器

代替使用中心抽头变压器,它也可以在桥式配置中使用四个可控硅来获得全波整流。在输入的正半周期内,sc1和sc2处于导通状态。在负半周期,sc3和sc4处于传导状态。每个晶闸管的导通角度是通过改变各自的栅极电流来调整的。因此,整个负载的输出电压是变化的。

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使用可控硅进行过电压保护

由于可控硅的快速开关动作,可控硅的一个常见应用是它可以用作保护装置。用于过电压保护的电路称为撬棍电路。

下图显示了使用SCR的撬棍电路。该撬杆电路通过电路或负载连接,该负载应受到保护。该电路由SC组成,由齐纳二极管布置触发。这种齐纳二极管以这样的方式选择,即在正常操作条件下,它充当开关。

因此,电阻器两端的电压为零,因此SCR保持关闭状态。

每当供电源的电压超过指定限制时,齐纳二极管开始导通并且电阻器中出现足够的电压。这将scr驱动到导通模式。在导通模式下,SCR上的电压降减小,因此负载受到过电压。

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