如何用單結晶體管組成可控硅觸發電路?
我們單獨畫出單結晶體管張弛振蕩器的電路(圖8)。它由單結晶體管和RC充放電電路組成。接通電源開關S后,電源UBB通過電位器RP給電容C充電,電容上的電壓UC呈指數上升。當UC上升到單結晶體管的峰值電壓UP時,單結晶體管突然導通,基極電阻RB1急劇下降,電容C通過PN結迅速向電阻R1放電,使R1兩端電壓Ug發生正跳變,形成陡峭的脈沖前沿[圖8 (b)]。隨著電容器C的放電,UE呈指數下降,直到單結晶體管在低于谷電壓UV時截止。這樣,峰值觸發脈沖在R1的兩端輸出。這時, 電源UBB再次開始給電容C充電,進入第二次充放電過程。這樣,電路周期性振蕩。調整RP可以改變振蕩周期。
8.在可控整流電路的波形圖中發現,晶閘管受直流電壓時,每半個周期發出一個觸發脈沖的時間是相同的,即控制角α和導通角θ相等。那么,單結晶體管張弛振蕩器如何精確配合交流電源實現有效控制呢?
為了實現整流電路輸出電壓的“可控”,需要使觸發電路在直流電壓的每半個周期內同時發出一個觸發脈沖。這種協同工作模式稱為與電源的觸發脈沖同步。如何才能做到同步?讓我們看看電壓調節器的電路圖(圖1)。請注意,這里的單結晶體管張弛振蕩器的電源是橋式整流電路輸出的全波脈沖DC電壓。當晶閘管不導通時,張弛振蕩器的電容器C由電源充電。當UC指數上升到峰值電壓UP時,單結晶體管VT導通。在VS導通期間,負載RL上有交流電壓和電流。同時,導通的VS兩端的電壓降非常小, 迫使張弛振蕩器停止工作。當交流電壓過零時,可控硅VS強制關斷,張弛振蕩器上電,電容C再次充電,重復上述過程。這樣,每次交流電壓過零,張弛振蕩器發出觸發脈沖的時間都是一樣的,這取決于RP的阻值和C的電容,通過調節RP的阻值,可以改變電容C的充電時間,這也改變了Ug發出的時間,相應地改變了SCR的控制角,使負載RL上輸出電壓的平均值發生變化,從而達到調壓的目的。
可控硅是四層三端結構元件,有三個PN結。分析原理時,可以認為是由一個PNP晶體管和一個NPN晶體管組成,其等效圖如右圖所示。雙向晶閘管:雙向晶閘管是一種可控硅整流器件,又稱雙向晶閘管。該裝置可實現電路中交流電的無觸點控制,用小電流控制大電流,具有無火花、動作快、壽命長、可靠性高、簡化電路結構等優點。從外觀上看,雙向晶閘管與普通晶閘管非常相似,也有三個電極。
然而,除了仍被稱為控制電極的一個電極G之外,其他兩個電極通常被稱為主電極t1和T2,而不是陽極和陰極。它的符號也不同于普通晶閘管,普通晶閘管是將兩個晶閘管反向連接在一起畫出來的,如圖2所示。其型號在國內一般用“3CTS”或“KS”表示;國外數據也用“TRIAC”表示。雙向晶閘管的規格、型號、形狀、電極引腳排列根據不同廠家不同,但其電極引腳大多是按照T1、T2、G的順序從左到右排列的(觀察時電極引腳朝下朝向標有字符的一面)。