CN208754261U - 一种可控硅触发电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供的一种可控硅触发电路，属于电控技术领域，该电路包括分时控制电路、触发器和可控硅功率输出回路。其中，在交流电正半周期和负半周期，分时控制电路用于分别检测相对两个交流输入端的不同相位角的电压，通过触发器分别为可控硅功率输出回路提供不同电流，以使可控硅功率输出回路为负载输出不同的电流，解决了反向并联可控硅的触发问题。电路可独立控制正、负半周的功率输出，也可精确调整正、负半周功率输出的对称性。功率输出稳定性好、电路简单、成本低，同样适用小功率电路控制系统。

Description

一种可控硅触发电路

技术领域

本实用新型属于电控技术领域，具体涉及一种可控硅触发电路。

背景技术

可控硅(SCR:Silicon Controlled Rectifier)是可控硅整流器的简称，是一种既具有开关作用，又具有整流作用的大功率半导体器件，常应用于可控整流变频、无触点开关等多种电路。因其特点具有体积小、重量轻、功率高、寿命长等优点而得到广泛应用。对它只要提供一个弱电触发信号，就能控制强电输出，因此可控硅是半导体器件从弱电领域进入强电领域的桥梁。目前，常用的可控硅触发方式有以下几种：

阻容充放电再通过触发二极管改变导通角的触发方式。此触发电路简单，但输出功率不稳定、功率控制范围有一定限制、可靠性差。例如在可控硅触发电路控制LED调光方面，存在闪烁的问题。

单结晶体管改变导通角的触发方式。此触发电路复杂，全波控制时需通过整流桥输入，在大电流下使用时成本高。

实用新型内容

为了解决现有技术存在的问题，本实用新型提供了一种可控硅触发电路，其具有可独立调节正、负半周的输出功率，稳定性好、电路简单、成本低等特点。

本实用新型所采用的技术方案为：提供一种可控硅触发电路，包括分时控制电路和可控硅功率输出回路。所述分时控制电路在交流电的正半周期和负半周期分别为所述可控硅功率输出回路提供不同相位角的触发电流，以使所述可控硅功率输出回路为负载输出不同的电流。

进一步的，所述可控硅触发电路，还包括触发器；所述分时控制电路在交流电的正半周期和负半周期分别为所述触发器提供不同相位角的触发电压值，所述触发器根据所述触发电压值触发所述可控硅功率输出回路。

进一步的，所述可控硅功率输出回路包括第一可控硅和第二可控硅；所述分时控制电路在交流电的正半周期和负半周期分别为所述第一可控硅和所述第二可控硅提供不同相位角的触发电流。

进一步的，所述分时控制电路包括第一电容、第二电容和电位器；所述第一电容一端与第一交流输入端相连，另一端通过输出端与所述触发器的一输入端相连，同时与所述电位器一端相连；所述电位器的另一端通过输出端与所述触发器的另一输入端相连，同时与所述第二电容的一端相连；所述第二电容的另一端与第二交流输入端相连。

进一步的，所述触发器包括第一输入端、第二输入端、第一输出端和第二输出端；所述触发器第一输入端与所述分时控制电路输出端相连；所述触发器第二输入端与所述分时控制电路输出端相连；所述触发器第一输出端与所述第一可控硅的控制级相连；所述触发器第二输出端与所述第二可控硅的控制级相连。

进一步的，在交流电的正半周期所述触发器从所述分时控制电路输出端获取触发电压，控制第一可控硅导通；在交流电的负半周期所述触发器从所述分时控制电路输出端获取触发电压，控制第二可控硅导通。

进一步的，所述可控硅功率输出回路中所述第一可控硅的阴极与所述第二可控硅的阴极相连；所述第一可控硅阳极通过负载与第一交流输入端相连；所述第一可控硅控制级与所述触发器第一输出端相连；所述第二可控硅的阳极与第二交流输入端相连；所述第二可控硅的控制级与所述触发器第二输出端相连。

进一步的，所述可控硅功率输出回路还包括第三二极管和第四二极管；所述第三二极管的正极与所述第四二极管的正极相连，同时与所述第一可控硅的阴极、第二可控硅的阴极相连；所述第三二极管的负极与所述第一可控硅的阳极相连，同时通过负载与第一交流输入端相连；所述第四二极管的正极与所述第一可控硅的阴极、第二可控硅的阴极相连；所述第四二极管的负极与所述第二可控硅的阳极相连，同时与第二交流输入端相连。

进一步的，所述第一可控硅和第二可控硅可以同时为单向可控硅，也可以同时为双向可控硅。

进一步的，所述固定电阻的阻值最小为0.2兆欧。

本实施例提供的一种可控硅触发电路。其中，在交流电正半周期和负半周期，分时控制电路用于分别检测相对两个交流输入端的不同相位角的电压，通过触发器分别为可控硅功率输出回路提供不同电流，以使可控硅功率输出回路为负载输出不同的电流，解决了反向并联可控硅的触发问题。进而实现电路可独立控制正、负半周的功率输出，功率输出稳定性好。在交流电正、负半周分别使用两个可控硅导通输出电流，可有效避免电机调速时因电流变化率过大而造成可控硅的损坏，也可精确调整正、负半周功率输出的对称性，且电路简单，成本低廉。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例中公开的一种可控硅触发电路的结构示意图；

图2是本实用新型实施例中公开的一种可控硅触发电路中分时控制电路原理图；

图3是本实用新型实施例中公开的一种可控硅触发电路中分时控制电路的可选电路图；

图4是本实用新型实施例中公开的一种可控硅触发电路的电路图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。

本实用新型公开了一种可控硅触发电路，包括分时控制电路和可控硅功率输出回路；分时控制电路在交流电的正半周期和负半周期分别为可控硅功率输出回路提供不同相位角的触发电流，以使可控硅功率输出回路为负载输出不同的电流。

本实施例提供的一种可控硅触发电路，有效的避免了电机调速时因电流变化率过大而造成可控硅的损坏，也可精确调整正、负半周功率输出的对称性。

基于上述可控硅触发电路，本实用新型实施例提供一种改进的实现方式，参见图1，本实施例可控硅触发电路，还包括触发器；分时控制电路在交流电的正半周期和负半周期分别为触发器提供不同相位角的触发电压值，触发器根据所述触发电压值触发可控硅功率输出回路，以使可控硅功率输出回路为负载输出不同的电流。

具体的，交流输入端与分时控制电路相连，向分时控制电路提供交流信号；分时控制电路通过触发器与可控硅功率输出回路相连，输出脉冲电流触发导通可控硅；可控硅功率输出回路与负载相连，实现电流流过负载，进而控制调节功率输出，系统稳定性好。

作为本实施例的一种可选的实现方式，参见图4，触发器可以包括：第一输入端、第二输入端、第一输出端和第二输出端；触发器第一输入端与第一电容、第一二极管的正极以及第二二极管的负极相连；触发器第二输入端与第二电容一端相连，同时与固定电阻和开关组成的并联电路一端相连；触发器第一输出端与第一可控硅的控制级相连；触发器第二输出端与第二可控硅的控制级相连。在交流电正、负半周内，分时控制电路分别为触发器提供不同相位角的触发电压值，经由触发器输出不同相位角的脉冲电流分别导通两个可控硅，进而能很好的控制调节正、负半周功率稳定输出。

作为本实施例的一种可选的实现方式，参见图4，可控硅功率输出回路包括第一可控硅和第二可控硅；

分时控制电路在交流电的正半周期和负半周期分别为第一可控硅和第二可控硅提供不同相位角的触发电流。具体的，在交流电正半周期内，分时控制电路为触发器提供不同相位角的触发电压，经由触发器输出不同相位角的脉冲电流来触发第一可控硅导通，以使电流流过负载形成回路，实现正半周期功率输出；在交流电负半周期，分时控制电路为触发器提供不同相位角的触发电压，经由触发器输出不同相位角的脉冲电流来触发第二可控硅导通，以使电流流过负载形成回路，实现负半周期功率输出。采用两个可控硅分别在正半周期和负半周期导通，来实现正半周期和负半周期独立输出功率，有效的解决了电机在调速时电流变化率过大造成可控硅损坏的问题。

具体的，第一可控硅的阴极与第二可控硅的阴极相连；第一可控硅阳极通过负载与第一交流输入端相连；第一可控硅控制级与触发器第一输出端相连；第二可控硅的阳极与第二交流输入端相连；第二可控硅的控制级与触发器第二输出端相连。

作为本实施例的一种可选的方式，参见图4，可控硅功率输出回路还包括第三二极管和第四二极管；第三二极管的正极与第四二极管的正极相连，同时与第一可控硅的阴极、第二可控硅的阴极相连；第三二极管的负极与第一可控硅的阳极相连，同时通过负载与第一交流输入端相连；第四二极管的正极与第一可控硅的阴极、第二可控硅的阴极相连；第四二极管的负极与第二可控硅的阳极相连，同时与第二交流输入端相连。

图2为本实施例公开的分时控制电路的原理图，包括第一电容C1、第二电容C2和电位器RW。其中所述第一电容C1一端与第一交流输入端AC1相连，另一端通过输出A端与触发器第一输入端相连，同时与所述电位器RW一端相连；所述电位器另一端通过输出B端与触发器第二输入端相连，同时与所述第二电容C2一端相连；所述第二电容C2另一端与第二交流输入端AC2相连。

具体的，在交流电正半周期，所述分时控制电路经由输出A端为所述触发器提供不同相位角的触发电压值，所述触发器依据所述触发电压值输出触发电流来触发第一可控硅导通；在交流电负半周期，所述分时控制电路经由输出B端为所述触发器提供不同相位角的触发电压值，所述触发器依据所述触发电压值输出触发电流来触发第二可控硅导通，解决了反向并联可控硅的触发问题。

具体地，作为本实施例的一种可选的方式，本实施例公开的分时控制电路电路图可以如图3所示，包括第一电容C1、第二电容C2、第一二极管D1、第二二极管D2、第一可调电阻R1、第二可调电阻R2，电位器RW，固定电阻R和开关K。其中，所述第一电容C1一端通过负载与第一交流输入端AC1相连，另一端经由第一二极管D1和第一可调电阻R1，第二二极管D2和第二可调电阻R2组成的并联电路与所述电位器RW一端相连；所述第一二极管D1的负极通过第一电阻R1与所述电位器RW一端相连；所述第二二极管D2的正极通过第二电阻R2与所述电位器RW一端相连；所述电位器RW另一端与所述第二电容C2的一端相连；所述第二电容C2的另一端与第二交流输入端AC2相连。

在交流电正半周期内，电流从第一交流输入端AC1经第一电容C1通过第一二极管D1和第一可调电阻R1的串联电路流经电位器RW，然后通过第二电容C2回到第二交流输入端AC2形成充放电回路。在交流电负半周期内，电流从第二交流输入端AC2经第二电容C2通过电位器RW流经第二可调电阻R2和第二二极管D2的串联电路，然后通过第一电容C1回到第一交流输入端AC1形成充放电回路。本实施例中公开的分时控制电路，在交流电正半周期和负半周期分别形成两个不同的充放电回路，通过分别调整充放电回路可调电阻的阻值，调节正负半周功率输出达到完全对称，进而有效避免因元器件参数差异造成正负半周输出功率不平衡。

图4为本实施例公开的可控硅触发电路的一种实施方式的具体电路图。分时控制电路还包括固定电阻和开关；固定电阻和开关组成并联电路；并联电路一端与电位器相连，另一端通过第二电容与第二交流输入端相连。

本实施例中，当开关K闭合时：

在交流正半周期内，由于第一交流输入端AC1端电平高于第二交流输入端AC2端电平，电流从第一交流输入端AC1经第一电容C1、第一二极管D1、第一可调电阻R1、电位器RW、第二电容C2回到第二交流输入端AC2，组成正半周期充放电回路。随着触发器第二输入端B与第二交流输入端AC2之间电位差的逐渐升高，当电位差达到触发器设定的电压值时，触发器的第一输出端D输出脉冲电流通过控制级G1导通第一可控硅K1。此时电流从第一交流输入端AC1经过负载、第一可控硅K1、第四二极管D4回到第二交流输入端AC2形成通路，实现正半周期电流流过负载输出功率。当交流信号由正半周期切换至负半周期过零瞬间，第一可控硅K1断开。

在交流负半周期内，由于第二交流输入端AC2端电平高于第一交流输入端AC1端电平，电流从第二交流输入端AC2经第二电容C2、电位器RW、第二可调电阻R2、第二二极管D2、第一电容C1回到第一交流输入端AC1，组成负半周期充放电回路。随着触发器第一输入端A与第一交流输入端AC1之间电位差的逐渐升高，当电位差达到触发器设定的电压值时，触发器第二输出端C输出脉冲电流通过控制级G2导通第二可控硅K2。此时电流从第二交流输入AC2经第二可控硅K2、第三二极管D3、负载回到第一交流输入端AC1形成通路，实现负半周期电流流过负载输出功率。在交流信号由负半周期切换至正半周期过零瞬间，第二可控硅K2断开。

具体的，在交流电正半周期内，通过调整第一可调电阻R1的阻值来控制正半周期充放电回路脉冲信号的到来时间，进而调节第一可控硅K1导通角的范围，最终实现正半周期输出功率的独立调节；在交流电负半周期内，通过调整第二可调电阻R2的阻值来控制负半周期充放电回路脉冲信号的到来时间，进而调节第二可控硅K2导通角的范围，最终实现负半周期输出功率的独立调节。

当K断开时，在交流电正半周期和负半周期内，充放电回路都需要通过固定电阻R，由于固定电阻R阻值很大(大于等于0.2兆欧)，因触发器输入端与交流输入端的电位差无法达到触发器设定的电压值，以致第一可控硅K1和第二可控硅K2均无法被触发导通，因此负载处于关闭状态无功率输出。

本实施例中，可控硅功率输出回路包括两个可控硅，尤其适合微小功率电路控制。

需要说明的是，上述实施例中，第一可控硅以及第二可控硅可以同时为单向可控硅，也可以同时为双向可控硅，具体选择何种可控硅由本领域技术人员根据工程需要进行选择。

本实施例提供的一种可控硅触发电路，通过分时控制电路经由触发器输出脉冲信号，控制可控硅导通进而实现电流流过负载。由于正半周期和负半周期的充放电回路完全不同，因此通过分别调节第一可调电阻R1和第二可调电阻R2的阻值可实现正半周期和负半周期的输出功率完全对称，避免因元器件参数差异造成功率输出不稳定，例如在可控硅控制LED调光电路中能很好的解决闪烁的问题；采用两个可控硅分别在正半周期和负半周期导通，由此实现正半周期和负半周期独立输出功率，有效的解决了电机在调速时因电流变化率过大造成可控硅损坏的问题，同时解决了小功率负载不稳定的问题，成本低，效果好便于大批量生产。

可以根据需要通过调整第一可调电阻R1和第二可调电阻R2的阻值，使正半周期和负半周期的开启时间按需要的相位差开启，实现正、负半周不对称输出功率，满足特殊要求。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种可控硅触发电路，其特征在于，包括分时控制电路和可控硅功率输出回路；

所述分时控制电路在交流电的正半周期和负半周期分别为所述可控硅功率输出回路提供不同相位角的触发电流，以使所述可控硅功率输出回路为负载输出不同的电流。

2.根据权利要求1所述的可控硅触发电路，其特征在于，还包括触发器；

所述分时控制电路在交流电的正半周期和负半周期分别为所述可控硅功率输出回路提供不同相位角的触发电流为：所述分时控制电路在交流电的正半周期和负半周期分别为所述触发器提供不同相位角的触发电压值，所述触发器根据所述触发电压值触发所述可控硅功率输出回路。

3.根据权利要求2所述的可控硅触发电路，其特征在于，所述可控硅功率输出回路包括第一可控硅和第二可控硅；

所述分时控制电路在交流电的正半周期和负半周期分别为所述可控硅功率输出回路提供不同相位角的触发电流为：所述分时控制电路在交流电的正半周期和负半周期分别为所述第一可控硅和所述第二可控硅提供不同相位角的触发电流。

4.根据权利要求2所述的可控硅触发电路，其特征在于，所述分时控制电路包括：第一电容、第二电容和电位器；

所述第一电容一端与第一交流输入端相连，另一端通过输出端与所述触发器的一输入端相连，同时与所述电位器的一端相连；所述电位器的另一端通过输出端与所述触发器的另一输入端相连，同时与所述第二电容的一端相连；所述第二电容的另一端与第二交流输入端相连。

5.根据权利要求2所述的可控硅触发电路，其特征在于，所述触发器包括：第一输入端、第二输入端、第一输出端和第二输出端；所述触发器第一输入端与所述分时控制电路输出端相连；所述触发器第二输入端与所述分时控制电路输出端相连；所述触发器第一输出端与所述第一可控硅的控制级相连；所述触发器第二输出端与所述第二可控硅的控制级相连。

6.根据权利要求5所述的可控硅触发电路，其特征在于，在交流电的正半周期所述触发器从所述分时控制电路输出端获取触发电压，控制第一可控硅导通；在交流电的负半周期所述触发器从所述分时控制电路输出端获取触发电压，控制第二可控硅导通。

7.根据权利要求3所述的可控硅触发电路，其特征在于，所述第一可控硅的阴极与所述第二可控硅的阴极相连；所述第一可控硅阳极通过负载与第一交流输入端相连；所述第一可控硅控制级与所述触发器第一输出端相连；所述第二可控硅的阳极与第二交流输入端相连；所述第二可控硅的控制级与所述触发器第二输出端相连。

8.根据权利要求3所述的可控硅触发电路，其特征在于，所述可控硅功率输出回路还包括第三二极管和第四二极管；

所述第三二极管的正极与所述第四二极管的正极相连，同时与所述第一可控硅的阴极、第二可控硅的阴极相连；所述第三二极管的负极与所述第一可控硅的阳极相连，同时通过负载与第一交流输入端相连；所述第四二极管的正极与所述第一可控硅的阴极、第二可控硅的阴极相连；所述第四二极管的负极与所述第二可控硅的阳极相连，同时与第二交流输入端相连。

9.根据权利要求3所述的可控硅触发电路，其特征在于，所述第一可控硅以及第二可控硅同时为单向可控硅，或者，同时为双向可控硅。

10.根据权利要求5所述的可控硅触发电路，其特征在于，所述固定电阻阻值最少为0.2兆。