双向可控硅及其触发电路.doc

双向可控硅及其触发电路 双向可控硅是一种功率半导体器件，也称双向晶闸管，在单片机控制系统中，可作为功率驱动器件，由于双向可控硅没有反向耐压问题，控制电路简单，因此特别适合做交流无触点开关使用。双向可控硅接通的一般都是一些功率较大的用电器，且连接在强电网络中，其触发电路的抗干扰问题很重要，通常都是通过光电耦合器将单片机控制系统中的触发信号加载到可控硅的控制极。为减小驱动功率和可控硅触发时产生的干扰，交流电路双向可控硅的触发常采用过零触发电路。（过零触发是指在电压为零或零附近的瞬间接通，由于采用过零触发，因此需要正弦交流电过零检测电路） 双向可控硅分为三象限、四象限可控硅，四象限可控硅其导通条件如下图： 总的来说导通的条件就是：G极与T1之间存在一个足够的电压时并能够提供足够的导通电流就可以使可控硅导通，这个电压可以是正、负，和T1、T2之间的电流方向也没有关系。因为双向可控硅可以双向导通，所以没有正极负极，但是有T1、T2之分 再看看BT134-600E的简介：（飞利浦公司的，双向四象限可控硅，最大电流4A） 推荐电路： 为了提高效率，使触发脉冲与交流电压同步，要求每隔半个交流电的周期输出一个触发脉冲，且触发脉冲电压应大于4V ，脉冲宽度应大于20us.图中BT 为变压器，TPL521 - 2 为光电耦合器，起隔离作用。当正弦交流电压接近零时，光电耦合器的两个发光二极管截止，三极管T1基极的偏置电阻电位使之导通，产生负脉冲信号，T1的输出端接到单片机80C51 的外部中断0 的输入引脚，以引起中断。在中断服务子程序中使用定时器累计移相时间，然后发出双向可控硅的同步触发信号。过零检测电路A、B 两点电压输出波形如图2 所示。 过零触发电路 电路如图3 所示，图中MOC3061 为光电耦合双向可控硅驱动器，也属于光电耦合器的一种，用来驱动双向可控硅BCR 并且起到隔离的作用，R6 为触发限流电阻，R7 为BCR 门极电阻，防止误触发，提高抗干扰能力。当单片机80C51 的P1. 0 引脚输出负脉冲信号时T2 导通，MOC3061 导通，触发BCR 导通，接通交流负载。另外，若双向可控硅接感性交流负载时，由于电源电压超前负载电流一个相位角，因此，当负载电流为零时，电源电压为反向电压，加上感性负载自感电动势el 作用，使得双向可控硅承受的电压值远远超过电源电压。虽然双向可控硅反向导通，但容易击穿，故必须使双向可控硅能承受这种反向电压。一般在双向可控硅两极间并联一个RC阻容吸收电路，实现双向可控硅过电压保护，图3 中的C2 、R8 为RC 阻容吸收电路。 光耦合双向可控硅驱动器电路 这种器件是一种单片机输出与双向可控硅之间较理想的接口器件。它由输入和输出两部分组成，输入部分是一砷化镓发光二极管。该二极管在5~15mA正向电流作用下发出足够强度的红外线,触发输出部分。输出部分是一硅光敏双向可控硅，在紫外线的作用下可双向导通。该器件为六引脚双列直插式封装，其引脚配置和内部结构见下图： 有的型号的光耦合双向开关可控硅驱动器还带有过零检测器。以保证电压为零(接近于零)时才可触发可控硅导通。如MOC3030/31/32(用于115V交流)，MOC3040/41(用于220V交流)。下图是过零电压触发双向可控硅驱动器MOC3040系列的典型应用电路。 MOC3061推荐电路图的误解： 我最开始忽略了G极与T1之间的关系，将MOC3061的4、6两脚接在了G极与T1之间，电路示意图如下： （由于没有找到MOC3061，用了一个开关表示） 此时无论是打开开关、和关闭开关（驱动MOC306或者不驱动MOC3061）可控硅都是导通的，即不能关闭可控硅，百般纠结和查看资料后才发现G极和T1之间的关系，安照这个电路接的话，不管J3开路时，G极的电压等于T2的电压，当交流电流过双向可控硅时，G极与T1之间总存在一个电压差，即T1与T2之间的电压差，这个电压差就导通了可控硅，所以双向可控硅虽然没有正、负极的区别，却有T1、T2的区别。 光耦选型表 型 号 功 能 ? 型 号 功 能 4N25 晶体管输出 MOC5009 过零触发可控硅输出 4N26 晶体管输出 MOC5010 过零触发可控硅输出 4N27 晶体管输出 MOC8021 ? 4N28 晶体管输出 MOC8080 ? 4N29 达灵顿输出 MOC8100 ? 4N30 达灵顿输出 MOC8102 ? 4N32 达灵顿输出 MOC8111 ? 4N33 达灵顿输出 MOC8112 ? 4N35 晶体管输出 MOC8113