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双向可控硅斩波实验报告--第1页
双向可控硅斩波实验报告
双向可控硅斩波实验报告
一．概述
双向可控硅是一种功率半导体器件，也称双向晶闸管，双向晶闸
管可广泛用于工业、交通、家用电器等领域，实现交流调压、电机调
速、交流开关、路灯自动开启与关闭、温度控制、台灯调光、舞台调
光等多种功能。
双向和单向可控硅的区别。
普通晶闸管（又称可控硅）是一种大功率半导体器件，主要用于
大功率的交直流变换、调压等。
单向可控硅通过触发信号（小的触发电流）来控制导通（可控硅
中通过大电流）的可控特性，一只双向可控硅的工作原理，可等效两
只同型号的单向可控硅互相反向并联，然后串联在调压电路
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，因此上述电路还需要正弦交流电过零检测电路。图
一为此次实验电路原理图。
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图1双向可控硅实验电路原理图
二．项目主要研究内容
1.过零检测电路
为减小驱动功率和可控硅触发时产生的干扰，交流电路中可控硅
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，因此上述电路还需要正弦交流电过零检
测电路。如图2所示。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SDCZ3为交流输入端子，TPL521
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Q2基极的偏置电阻电位使之导通，产
生下降沿信号，T1的输出端接到单片机89C51的外部中断0的P3.2
引脚，以引起外部中断。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。
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图2过零检测电路
过零检测电路中A、B两点电压输出波形如图3中所示。当每来一
个交流电的周期会过零点电位两次如图3中蓝色线段所示为A点电压
波形图。每来一次零点电位将触发一次过零检测使三极管导通输出脉
冲信号至单片机。
图3.过零检测电路波形图
2.过零触发电路
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过零触发电路如图4所示，图中MOC3021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BT16-
600B并且起到隔离的作用，R5为触发限流电阻，R6为双向可控硅门
极电阻，防止误触发，提高抗干扰能力。当单片机89C51的P1.7引
脚输出负脉冲信号时使三极管Q1导通，MOC3021导
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