可控硅及其应用 -- 功率调节、电机调速
2016-09-14 12:04
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可控硅及其应用 -- 功率调节、电机调速
比较全面的介绍,如百度百科或http://wenku.baidu.com
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需要注意的是:
好,下面看两个应用。
图1、可控硅控制加热器电路
电路分为过零检测电路和过零触发电路两部分。
低成本实现过零检测:三极管b极接470K电阻,c极接10k再进MCU外部中断脚,e、b间反接一个二极管保护,可以得到周期10mS的方波。
下面给出的是光耦实现过零检测,比较精确可靠;
下面给出的是带光耦隔离和高频旁路的过零触发电路。
图2、电机调速控制电路
1、可控硅认知
可控硅(SCR – Silicon Controlled Rectifier),是可控硅整流元件的简称,是一种具有三个PN结的四层结构的大功率半导体器件, 亦称为晶闸管。多用来作可控整流、 逆变、变频、调压、无触点开关等。该器件被P1N1P2N2四层三端结构元件,共有三个PN结,分析原理时,可以把它看作由一个PNP管和一个NPN管所组成。比较全面的介绍,如百度百科或http://wenku.baidu.com
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需要注意的是:
1-1、为什么其有"以小控大"的可控性呢?
主要了解其结构,分析其相当于一个PNP管和一个NPN管所组成电路。1-2、单向可控硅与双向控硅的区别?
引脚定义不同,触发方式区别,单、双向导通的区别,应用范围。1-3、双向可控硅
特性曲线,四种触发方式,双向可以充分利用交流电的能量,应用范围更广,广泛应用于各种家用电器中,如调速风扇、空调机、电视机、组合音响、声光电路及工业控制等。我们下面也主要使用双向可控硅。1-4、进阶: 如何控制可控硅改变平均输出功率?
过零检测,相位控制、时间比例零位控制和分配式零位控制三种控制模式的对比分析。1-5、进阶:抗干扰电路设计
增加浪涌吸收和抑制电路,即加设阻容吸收回路或串接电感,以避免误触发;增加高频吸收回路,即在交流电源两加设高频旁路电容,以抑制带给电源的干扰;适当增加触发电流,以降低温升;光隅隔离,在G与T1端加设一个几K的电阻,以提高抗干扰能力等。好,下面看两个应用。
2、可控硅应用
2-1、一个简单应用:市电AC220V的加热器
该加热器可以调低、中、高三个档位的加热功率,不需要非常精确灵敏的控制,所以使用了较长周期的PWM来实现时间比例零位控制,电路中没有加入一些抗干扰设计(省成本),但需要可硅IC有过零检测特性,具体电路如下图1:图1、可控硅控制加热器电路
2-2、常见应用:电机调速控制(调节平均功率)
相位控制方式可以比较精确的控制电机速度,作用于每一个交流正弦波,改变正弦波每一个正半波和负半波的导通角来控制电压的大小,进而可以调节输出电压和功率大小。电路分为过零检测电路和过零触发电路两部分。
a.过零检测电路
主要使得MCU可以检测到交流电正弦波的零电压发生时间,通过光电耦合器、三极管、比较器等方式实现;低成本实现过零检测:三极管b极接470K电阻,c极接10k再进MCU外部中断脚,e、b间反接一个二极管保护,可以得到周期10mS的方波。
下面给出的是光耦实现过零检测,比较精确可靠;
b.过零触发电路
当MCU检测到过零信号,可以通过一定延时输出来调节导通角,进而可以调节输出功率大小;下面给出的是带光耦隔离和高频旁路的过零触发电路。
图2、电机调速控制电路
3、总结
可控硅在许多家电和工业控制产品中扮演着非常重要的角色,在很多不同产品应用中,有着不同的电路设计;只有对可控硅有了全面的了解,再多参考、体会前人的设计要点,才能设计出高效可靠的产品。相关文章推荐
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