用单片机构成的晶闸管过零触发调功电路
基于单片机的晶闸管触发器的设计
基于单片机的晶闸管触发器的设计1 引言晶闸管也叫可控硅整流器．是目前工业应用中最为广泛的大功率变换器件。
晶闸管在烧结炉、电弧炉等整流场合主要采用移相触发控制，即通过调节晶闸管导通时刻的相位实现控制输出。
传统的晶闸管触发器采用模拟控制电路，无法克服其固有缺点。
数字式控制电路与模拟式相比，主要优点是输出波形稳定和可靠性高，但其缺点是电路比较复杂，移相触发角较大时控制精度不高。
随着单片机技术的发展，由单片机组成的控制电路的优势越明显，除具有与数字式触发电路相同的优点外，更因其移相触发角通过软件计算完成，触发电路结构简单，控制灵活，温漂影响小，控制精度可通过软件补偿，移相范围可任意调节等特点，目前已获得业界的广泛认可。
以三相桥式全控整流电路为例，介绍应用单片机组成晶闸管触发器硬件电路的设计，以及软件实现移相触发脉冲控制的方法。
2 单片机触发器的组成单片机控制的晶闸管触发器主要由同步信号检测、CPU硬件电路、复位电路和触发脉冲驱动电路4部分组成，如图l所示。
CPU通过检测电路获知触发信号，依据所要控制的电路要求，通过编程实现预定的程序流程，在相应时间段内通过单片机I/O端输出触发脉冲信号，复位电路可保证系统安全可靠的运行。
3 移相触发脉冲的控制原理相位控制要求以变流电路的自然换相点为基准，经过一定的相位延迟后，再输出触发信号使晶闸管导通。
在实际应用中，自然换相点通过同步信号给出，再按同步电压过零检测的方法在CPU中实现同步，并由CPU控制软件完成移相计算，按移相要求输出触发脉冲。
图2为三相桥式全控整流电路，触发脉冲信号输出的时序也可由单片机根据同步信号电平确定，当单片机检测到A相同步信号时，输出脉冲时序通常采用移相触发脉冲的方法，即用一个同步电压信号和一个定时器完成触发脉冲的计算。
这在三相电路对称时是可行的。
因为三相完全对称，各相彼此相差120°，电路每隔60°换流一次，且换流的时序事先已知。
过零触发的原理
过零触发的原理
过零触发的原理主要是在设定时间间隔内，改变晶闸管导通的周波数来实现电压或功率的控制。
具体来说，过零触发是利用交流电的过零点来触发可控硅，从而实现控制。
在正负半周内，交流电必须经过零点才能从正半周切换到负半周或从负半周切换到正半周。
通过在一定时间内改变导通周波数，可以改变可控硅的平均输出功率，从而实现调节负载功率的效果。
过零触发的优点在于对用电负荷不会造成“电流冲击”，因为它是在交流电流过“0”点时完成“接通”和“断开”动作的。
这种电路适用于热惯性较大的电热负载，但对于快速响应或要求电流连续的负荷控制，如电动机类，过零触发可能并不适用。
此外，过零触发的缺点是在通断比太小时可能出现低频干扰，当电网容量不够大时可能出现照明闪烁、电表指针抖动等现象。
因此，在实际应用中，需要根据实际情况选择合适的触发方式。
单片机驱动晶闸管电路
单片机驱动晶闸管电路晶闸管是一种常用的电子元件，具有方便控制电流的特点，广泛应用于各种电气控制系统中。
而单片机是一种微型计算机，具有高集成度、低功耗等优点，可以实现对各种外部设备的控制。
本文将介绍如何使用单片机来驱动晶闸管电路，实现对电流的控制。
一、晶闸管的原理和特性晶闸管是一种具有双向导通特性的电子器件，可以控制电流的通断。
它由四个层的PNPN结构组成，当施加一个正向电压时，晶闸管会进入导通状态；当施加一个反向电压时，晶闸管处于阻断状态。
晶闸管的导通状态只需要一个触发脉冲即可实现，而且导通后会一直保持，直到外部电源断开或者施加一个反向电压。
二、单片机的原理和特性单片机是一种集成度很高的微型计算机，内部包含了CPU、存储器、输入输出端口等功能模块。
它可以通过编程控制各种外部设备，实现各种功能。
单片机具有工作稳定、功耗低、体积小等特点，非常适合用于电气控制系统中。
三、单片机驱动晶闸管电路的设计为了实现单片机对晶闸管的控制，需要设计一个合适的电路。
首先，需要给晶闸管提供适当的触发脉冲，使其进入导通状态。
通常可以使用单片机的IO口输出一个高电平信号作为触发脉冲，通过一个电阻和一个电容器构成的触发电路，控制触发脉冲的宽度和频率。
还需要设计一个电源电路，将单片机和晶闸管连接在一起。
单片机和晶闸管的工作电压一般是不同的，需要通过适当的电平转换电路将其连接起来。
同时，为了保护单片机和晶闸管不受电压的干扰，还需要添加适当的滤波电路和保护电路。
需要编程控制单片机的IO口输出高低电平，实现对晶闸管的控制。
通过调整触发脉冲的宽度和频率，可以实现对电流的精确控制。
同时，还可以通过添加传感器等外部设备，实时监测电流大小，实现闭环控制。
四、应用实例单片机驱动晶闸管电路在实际应用中非常广泛。
比如，可以用于交流电调光系统、交流电压调节系统、交流电动机控制系统等。
通过单片机的编程控制，可以实现对电流的精确控制，提高系统的稳定性和可靠性。
单片机驱动晶闸管电路
单片机驱动晶闸管电路单片机驱动晶闸管电路是现代电子技术领域中一种常见的电路应用。
晶闸管是一种可控硅，具有开关功能，可以通过控制信号来控制电流的通断。
单片机作为一种微型计算机，具有处理和控制能力，可以通过编程来控制晶闸管电路的工作。
在晶闸管电路中，晶闸管的控制极连接到单片机的输出引脚，通过改变输出信号的高低电平来控制晶闸管的导通和截止。
当单片机输出高电平时，晶闸管处于导通状态，电流可以通过晶闸管流过；当单片机输出低电平时，晶闸管处于截止状态，电流无法通过晶闸管。
通过改变输出信号的高低电平和控制信号的频率，可以实现对晶闸管的精确控制。
单片机驱动晶闸管电路的应用非常广泛。
例如，可以将其用于交流电调光控制系统中，通过控制晶闸管的导通角来改变电流的大小，从而实现对灯光的调节。
此外，还可以将其用于电机控制系统中，通过控制晶闸管的导通时间和截止时间，来控制电机的转速和方向。
在变频器、功率逆变器等电源系统中，也可以利用单片机驱动晶闸管电路来实现对电流和电压的精确控制。
在设计单片机驱动晶闸管电路时，需要注意以下几点。
首先，要根据晶闸管的参数和工作要求选择合适的单片机型号和工作电压。
其次，需要编写相应的程序代码，通过单片机的IO口输出合适的信号来控制晶闸管。
在编程过程中，需要注意控制信号的频率和占空比的设定，以确保晶闸管的稳定工作。
此外，还需要注意电路的保护措施，如增加过流保险丝、过压保护电路等，以防止电路损坏。
单片机驱动晶闸管电路是一种常见且实用的电路应用，可以通过单片机的控制来实现对晶闸管的精确控制。
通过合理设计和编程，可以将其应用于各种电子设备和系统中，提高系统的性能和稳定性。
希望本文对读者们理解和应用单片机驱动晶闸管电路有所帮助。
晶闸管单相交流调压及调功电路课程设计
目录绪论 (1)1 调压调功原理简介 (2)2 交流调压电路波形及相控特性分析 (3)带电阻性负载 (3)原理 (3)计算与分析 (3)带阻感性负载 (4)原理分析 (4)计算与分析 (5)α<φ的情形 (6)3 方案设计 (7)主电路的设计 (7)主电路图 (7)参数计算 (7)调功电路的设计 (8)触发电路的设计 (9)芯片介绍 (9)触发电路图 (10)保护电路的设计 (11)原理 (11)计算 (12)保护电路图 (13)4 电阻炉负载过零控制特性分析 (14)5 MATLAB仿真 (15)6.个人小结 (17)参考文献 (17)附录： (18)绪论交流-交流变流电路，即把一种形式的交流变成另一种形式交流的电路。
在进行交流-交流变流时，能够改变相关的电压（电流）、频率和相数等。
交流-交流变流电路能够分为直接方式（无中间直流环节方式）和间接方式（有中间直流环节方式）两种。
而间接方式能够看做交流-直流变换电路和直流-交流变换电路的组合，故人-交变流主要指直接方式。
其中，只改变电压、电流或对电路的通断进行控制，而不改变频率的电路称为交流电力控制电路，改变频率的电路称为变频电路。
采用相位控制的交流电力控制电路，即交流调压电路；采用通断控制的交流电力控制电路，即交流调功电路和交流无触点开关。
交流调压电路普遍用于灯光控制（如调光台灯和舞台灯光控制）及异步电动机的软启动也用于异步电动机调速。
在电力系统中，这种电路还常常利用于对无功功率的持续调节。
另外，在高电压小电流或低电压大电流直流电源中，也常采用交流调压电路调节变压器一次电压。
在这些电源中若是采用晶闸管相控整流电路，高电压小电流可控直流电源就需要很多晶闸管串联，低电压大电流直流电源需要很多晶闸管并联，十分不合理。
采用交流调压电路在变压器一次侧调压，其电压、电流值都比较适中，在变压器二次侧只要用二极管整流就可以够了。
如此的电路体积小、本钱低、易于设计制造。
晶闸管单相交流调压与调功电路设计
晶闸管单相交流调压与调功电路设计1 题目初始条件初始条件：电源为工频220V，调压阻感负载，R＝0.5欧姆，L＝2mH。
调功阻性负载R ＝4欧姆。
2 设计任务与设计要求分析通过分析题目的初始条件，可知本次课程设计有以下几个基本要求：1单相交流调压与调功主电路的设计。
2. 触发电路的设计。
3.分析系统不同负载下的电流、电压波形及相控特性。
4.须针对电阻炉负载分析系统的过零控制特性。
5. 需要绘制单相交流调压与调功电路的原理图。
3 单相交流调压电路的设计3.1单相交流调压电路主电路的设计单相交流电压主电路的设计主要包括：1.根据负载特性，选择相应型号的晶闸管。
2.根据相关理论分析、推导及计算，得到电路相关参数3.1.1 单相交流调压电路主电路原理图图一单相交流调压主电路原理图3.1.2 电路各参数推导及计算通过分析可知，当单相交流调压电路带电阻性负载时，可得以下参数表达式： 负载电压、电流平均值1122sin 22(cos 1)Ud U d U παθθαππ==+⎰g 公式（1） 22(cos 1)d U d RU I R πα==+ 公式（2） 负载电压、电流有效值2021sin 2(2sin )22U U d U παπααθθπππ-==+⎰ 公式（3） 020sin 22U U I R R πααππ-==+ 公式（4） 020sin 22242VT U U I I R R πααππ-===+ 公式（5） 电路功率因数：0010sin 22U I U I πααλππ-==+ 公式（6） 当电路带阻感性负载时，可以分析得负载电流相位应落后负载电压相位一个固定的阻抗角，其大小应为arctan()11.31L R ϖϕ==︒,且相当明显，当用晶闸管控制时，会使得负载电流更为滞后，即阻感性负载稳态时，晶闸管的移相范围为ϕαπ≤≤。
且假设在晶闸管电流过零时开通一个晶闸管，则有负载电流应满足以下微分方程和初始条件0012sin I d L R U t dti ϖ+= 公式（7）公式（8） 可以解得方程的解为：]0tan 21sin()sin()t U t e Z i αϖϕϖϕαϕ-⎡=---⎢⎢⎣ 公式（9）利用边界条件，可以得到，当以ϕ为参变量时，α与θ的关系可以用一簇曲线来表示。
基于单片机与TC787的智能化晶闸管控制电路
化 产品 的移相触 发 系统 。第 二类是 采用单 片机 控制
的数 字触 发技术 ，该类 控 制器 因为 采用数 字运 算而 性 能稳 定 ，产生 的触发 脉 冲对称 度好 、易 调拟 触发 技 术 ，如 Ｔ ７ ７ Ｃ８，
它 可单 电源工作 ，亦 可双 电源工作 ，主要适用 于三 相 晶闸管 移 相 触 发 和 三相 功 率 晶 体 管 脉 宽 调 制 电 路 ，以构成 多种 交流 调速和 交流装 置 ，与 目前 国内 市场 上广 泛 流行 的 ＴＣ ８ Ａ７ ５及 王 （ Ｋｃ） 系列 （ 或 Ｊ
ｈｇ ｙ ｉ ｈ ｓ ｍｍ ｅ ｒ ． Ｍ ａ ｉ ｇ ｆ ｌ ｕ ｅｏ ｈ ｅ ｏ ｒ ｅ ｆ ｉ ｇ ｅ ２ ｃ ｉ ｏ ｕ ｅ ， ｉ ｒ ａ ｉｅ ｈ ｓ ｅ ｆ ｄ ｐ ｉ ｅ ｔｙ ｋ ｎ ｕ ｌ ｓ ｆｔ ｅ ｒ ｓ ｕ ｃ ｓｏ ｎ ｌ ｈ ｐ ｃ ｍｐ ｔ ｒ ｔ ｅ ｌ ｓ ｐ ａ ｅ ｓ ｌ ａ ａ ｔｖ ， ｓ ｚ
ｒ ｎｔｏ ｏ ｄ． ｅ ｆｌ ａ
Ｋｅ ｒ ｓ ｙ ｗｏｄ ：ｍｉｒ ｃ ｎ ｒ ｌ ｒ ＣＲ； ｐ ａ ｅｓ ｌ ａ ａ ｔｖ ；ｔｉｇ ｒ ｏ ｌ ｅａ ｊ ｓｍｅ ｔ ｃ ｏ ｏ ｔｏｌ ；Ｓ ｅ ｈ ｓ ｅｆ ｄ ｐ ｉｅ ｒ ｅ ／ ｎｉ ｄｕ ｔ ｎ ｇ ｎ
目前 ，晶闸管 的触发 技术 可分为 两类 ：第 一类
作 者 简 介 ：郇 战 （９ ９ ，男 ，陕 西 咸 阳人 ，硕 士 ，讲 师 。 １ ６ 一）
ｍ ｅｉｓｏ ｈ ｍａ ｔＰ ｗｅ Ｃ ａ ｄｄｇｔ ｌ ｒ ｇ ｒ ａ ｄｐ ｏ ｕ ｅ ｒｇ ｅ ｕ ｓ ｓｗｉｈｐ ｒｅ ｔ ｅｆ ｒ ｎ ｅａ ｄ ｒｔ ｆ ｅＳ ｒ ｏ ｒＩ ｎ ｉｉａ ｉ ｅ ， ｎ ｒ ｄ ｃ ｓｔｉｇ ｒｐ ｌｅ ｔ ｅ ｆｃ ｒｏ ｍａ ｃ ｎ ｔ ｔｇ ｐ
调功器过零触发电路
调功器过零触发电路引言调功器过零触发电路是一种常见的电子电路，用于控制交流电源的输出功率。
它通过监测交流电源的过零点，并在合适的时机触发开关，实现对负载的精确控制。
本文将深入探讨调功器过零触发电路的原理、应用和设计要点。
调功器过零触发电路的原理调功器过零触发电路的核心原理是根据交流电源的过零点来触发开关，从而实现对负载的精确控制。
其基本原理如下：1.过零检测：调功器过零触发电路首先需要检测交流电源的过零点。
常用的检测方法包括零交叉检测和零漂移检测。
零交叉检测通过比较交流信号的正负半周来确定过零点，而零漂移检测则通过检测交流信号的变化率来判断过零点。
2.触发开关：一旦过零点被检测到，调功器过零触发电路会触发开关，将交流电源连接到负载上。
触发开关的时机和持续时间可以根据需求进行调节，以实现对负载的精确控制。
调功器过零触发电路的应用调功器过零触发电路在各种电力电子设备中广泛应用。
以下是一些常见的应用领域：1.变频调速：调功器过零触发电路可以用于变频调速系统中，通过精确控制开关的触发时机和持续时间，实现对电机转速的调节。
这在工业生产中非常重要，可以提高设备的效率和精度。
2.逆变器：调功器过零触发电路也常用于逆变器中，将直流电源转换为交流电源。
通过合理控制开关触发时机，可以实现逆变器输出电压的稳定性和纹波的降低。
3.照明系统：调功器过零触发电路还可以应用于照明系统中，实现对灯光的亮度调节。
通过控制开关触发时机和持续时间，可以实现灯光的平滑调光效果，提高照明系统的舒适性和节能性。
调功器过零触发电路的设计要点设计一个可靠和稳定的调功器过零触发电路需要考虑以下要点：1.过零检测电路的选择：选择合适的过零检测电路非常重要。
常用的过零检测电路包括零交叉比较器、零漂移比较器和零漂移放大器等。
根据具体应用需求和性能要求，选择适合的过零检测电路。
2.触发信号的生成：触发信号的生成需要考虑开关的类型和控制方式。
常见的开关类型包括晶体管、双向可控硅和晶闸管等。
晶闸管过零触发电路
晶闸管过零触发电路1、闸管过零触发电路结构及原理分析1.1触发电路和过零触发电路的比较在交流调压领域，尤其是应用于交、直流电机的电力拖动系统的交、直流调压电路，多采用移相触发电路，即使触发脉冲相对同步脉冲来说，产生一个相对延迟角，延迟量越大，晶闸管的导通角越小，输出电压越低。
电路的实质是调整或控制触发脉冲出现的时刻，若使移相触发脉冲在电网周波的“峰顶位置”出现，晶闸管在电网电压过零点后的T2、T4时刻开通，电网电压的正弦波被“削掉一半”，输出电压的有效值为电源电压的一半。
移相触发的结果，使完整的正弦波被 “部分砍掉”，形成“缺口波”，此种波形中谐波分量最大，富含奇、偶次（多种频率值的）谐波，易使电网中产生浪涌电压（电流）分量，造成对电网的污染、易对周过电气设备造成干扰。
我们可称为这种控制方式为“削波控制”，输出电压频率仍为50Hz ，电压（电流）的连续性，还算不错。
电网电压同步脉冲a、移相触发电路过零点信号移相触发脉冲移相输出电压电网电压同步脉冲b、过零触发电路（触发脉冲）门限控制信号过零输出电压T1T2T1T2T3T4图1移相触发与过零触发的波形比较即能实现调压，又能保持输出正弦波波形的完整，这是过零触发电路的最初思路。
实现方法：1）触发脉冲总是在电网过零点附近送出，使晶闸管在电网过零后即行输出，在整个电网周波内“完全开通”，电路输出为完整的正弦波形；2）用门限控制信号来控制晶闸管的导通时间，即控制流过晶闸管周波数的多少，当使控制信号高、低电平时间比T1：T2=1：1时，晶闸管一半时间处于关断，一半时间处于开通，电源中的完整周波有一半为晶闸管所输出，输出电压的有效值也为电源电压的一半。
3）过零电路的触发脉冲，是由同步脉冲，不经移相，即直接触发晶闸管的，但取得的同步脉冲往往较“窄”，需要展宽处理，才能可靠触发晶闸管。
过零触发电路，晶闸管输出波形为完整的正弦波，晶闸管从过零点开始导通，然后在过零点自生关断，晶闸管承受的电流、电压冲击较小，输出电压的谐波分量少，不污染电网和造成干扰，这是其优点。
电路电子——晶闸管的触发电路设计
二、同步电压为锯齿波的触发电路
4) 双窄脉冲形成环节 内双脉冲电路
V5、V6构成“或”门
当V5、V6都导通时，V7、V8都截止，没有脉冲输出。 只要V5、V6有一个截止，都会使V7、V8导通，有脉冲输出。
第一个脉冲由本相触发单元的uco对应的控制角 产生。
隔60的第二个脉冲是由滞后60相位的后一相触发单元产生 （通过V6）。
双窄脉冲形成
由V5、V6形成门电路产生间隔60的双窄脉冲。 （如三相全桥触发电路）
1
2
3
4
5
6
X YX YX YX YX YX Y
只要V5、V6 中有一个截止，V7、V8就导通， 有脉冲输出。
各点电压波形如图9所示。
图8 同步电压为锯齿波的触发电路
图9 锯齿波触发电路各点电压波形
注意问题
注意：
每周期中电容C的充放电不
止一次，晶闸管由第一个脉 冲触发导通，后面的脉冲不 起作用。
改充电变速Re度的，大达小到，调可节改α变角电的容目
的。 削波的目的：增大移相范围，
使输出的触发脉冲的幅度基本 一样。
一、 单结晶体管触发电路
实际应用中，常用晶体管Ｖ2代替电位器Re，以便实现
自动移相。 TP：脉冲变压器，实现触发电路与主电路的电气隔离。
C7 + C6
+15V
220V 36V
VD15
B VD7 TP
VD8 +15V
V4、V5 —脉冲形成
RP2
VS
R3
R9
R11
A C3
R12
R14 R13
R18 VD9
V7、V8 — 脉冲放大
V1
VD4
单片机在晶闸管触发电路中设计及应用
单片机在晶闸管触发电路中设计及应用
本文介绍一种由8031组成的触发控制系统，可实现高辨别率的数字触
发。
在常规控制中，主要是用控制装置对实现触发，这种办法因为受到电子元器件的限制，其辨别率不高，有时还会浮现误触发。
在电力拖动系统、电炉控制系统中现已大量采纳可控硅（晶闸管）元件作为可调电源向或电炉供电，这种由晶闸管组成的控制系统，主要是利用转变可控硅的控制角θ来调整供电。
1 硬件组成及原理
系统硬件组成1，只须在8031最小系统上加一块16位的定时／计数器8253和晶振，另加一块带一个14位定时／计数器的可编程RAM／IO扩展器8155，即可组成单片机的系统线路。
1．1 θ角定时
控制角θ是滞后自然换相点的电角度，在工频条件下，它和时光tθ有如下线性关系：其中T是工频电源周期，θ是控制角。
由上式可知，由电角度θ就知道对应的定时时光tθ，则可利用定时／计数器就能实现对θ角的定时，这种用硬件定时的办法可大大节约CPU的在线工作时光。
8031本身有两个16位的定时／计数器T0和T1，若用它们定时，选用方式1工作，就为16 位的定时／计数器方式。
由于8031单片机一个机器周期由12个振荡周期组成，工作于定时状态，计数频率为振荡频率的1／12，而工作于计数状态，计数频率为振荡频率的1／24，所以当取晶振频率为6MHz，选用方式1定时工作状态时，可得：
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晶闸管及其工作原理
晶闸管及其工作原理晶闸管（Thyristor），又称为大功率半导体开关，是一种可以控制电流的半导体器件。
它具有单向导电性和可控性的特点，被广泛应用于各种电力电子设备中。
它的工作原理基于PN结和二极管的导通和截止特性。
晶闸管由四层PNPN结构构成，具有一个控制电极（G）和两个主电极（A和K），其中A为阳型主电极，K为阴型主电极。
晶闸管的工作原理主要包括初始化、触发和保持三个过程。
首先，晶闸管进行初始化。
当无控制信号作用在控制电极上时，晶闸管处于截止状态，即无法导电。
此时整个晶闸管的结的退火和电场分布是非均匀的。
然后，进行触发过程。
当控制电极加上一个足够的正脉冲电压时，电压将穿透绝缘氧化膜（SiO2）并通过PNP结，这将使得PNP结逆偏，从而导致PNP结发生击穿。
当前作用的触发电流会加热PNP结，并形成大量的少数载流子，此时电压会下降到击穿电压以下，而且正在形成的NPN区域由于二极管效应会传导从而支持自身。
最后，进行保持过程。
当触发电流通过PNP结时，将会形成一个NPN区域，此时PNP和NPN是串联的。
在触发电流消失的时候，由于NPN的存在，整个电流依然能继续流动，这种状态被称为保持态，晶闸管被触发并继续导通。
总结来说，晶闸管的工作原理是通过控制电极的信号来触发晶闸管的导通，当晶闸管被触发后可以持续导通，直到电流被切断或者控制信号消失。
晶闸管的应用非常广泛。
在交流电控制中，晶闸管可以用来实现调光、变频、逆变等功能。
它适用于高电压、大电流、双向导通等需求场合。
此外，晶闸管还常用于电力系统中的保护和控制设备，如电动机控制、电力输电线路的变电站、电力电容消耗器等。
总之，晶闸管作为一种具有单向导电性和可控性的半导体器件，通过控制电极的信号来控制电流的导通。
它的工作原理基于PN结和二极管的导通和截止特性。
由于其可靠性高、性能稳定等优点，晶闸管在电力电子领域有着广泛的应用。
电力电子应用技术 第5版答案 第4章 思考题和习题
思考题和习题1.双向晶闸管额定电流的定义和普通晶闸管额定电流的定义有什么不同？额定电流为100A 的两只普通晶闸管反并联可用额定电流多大的双向晶闸管代替？晶闸管的额定电流参数是在规定的条件下，晶闸管稳定结温不超过额定结温时所允许的最大工频正弦半波电流的平均值。
双向晶闸管通常用在交流电路中，因此不用平均值而用有效值来表示其额定电流值。
额定电流为100A 的两只普通晶闸管反并联可用额定电流222.14A 的双向晶闸管代替。
2.如图4-4所示为单相交流调压电路，U i =220V ，L =5.516 mH ，R =1Ω，试求：（1）触发延迟角的移相范围。
（2）负载电流的最大有效值。
（3）最大输出功率及此时电源侧的功率因数。
(4) 当α=π/2时，晶闸管电流有效值、晶闸管导通角和电源侧功率因数。
解：（1）3πωϕ==R L arctg触发延迟角的移相范围：πϕπ≤≤3 （2）A ZU 110I i m == （3）kw R I m 21.1P 2m == 5.0==im m U I P λ （4）查图4-6，得导通角 ︒≈135θ ()()A 92.61cos )2cos(sin )(sin sin 212tan =++-=⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡---=⎰+-ϕθϕαθθπωϕαϕωπθααϕωαZU t d e t Z U I i t i o 28.02==io o U I R I λ3.一台220V 、10kW 的电炉，采用晶闸管单相交流调压，现使其工作在5 kW ， 试求电路的触发延迟角α、工作电流及电源侧功率因数。
解：设额定运行时，︒=0α，则︒=90α时，功率减半。
220V 、10kW 的电炉，其电阻R 为：Ω==84.4P R 2I 则5kw 时，R 不变，A R P 14.32I == 由于：R U 2P =，i o U U 21= 功率因数707.0===io i o o o U U U I U I λ 4.一单相交流调压器，输入交流电压为220V ，50Hz ，为阻感负载，其中R =8Ω，X L =6Ω。
电工与电子技术基础课件第七章晶闸管电路
结论 2.晶闸管的导通与关断条件
（1）导通条件
1）阳极加适当的正向电压，即UA＞0。 2）门极加适当的正向触发电压，即U G＞0。 3）电路参数必须保证晶闸管阳极工作电流大于维 持电流，即IA＞IH，维持电流IH是维持晶闸管导通的最 小阳极电流。
（2）关断条件
特点
单相半波可控整流电路具有线路简单，只需要一个晶闸管， 调整也很方便。整流输出的直流电压脉动大、设备利用率不 高等缺点。故只适用于要求不高的小功率整流设备上。
【例7-1】在图7-5a所示电路中，变压器二次电压U2=100V，
当控制角α分别为0º、90º、120º、180º时，负载上的平均电 压是多少？
晶闸管
例如KP10-20表示额定通态平均电流为10A，正反向重复峰值电压为 2000V的普通反向阻断型晶闸管。
五、晶闸管使用注意事项
晶闸管特点：具有体积小、损耗小、无声、控制灵 敏度高等许多优点的半导体变流器件，但它对过流 和过压承受能力比其他电器产品要小得多。
使用时应注意以下几点：
1）在选择晶闸管额定电压、电流时，应留有足够的安 全余量。
1）撤除阳极电压，即UA≤ 0。 2）阳极电流减小到无法维持导通的程度，即IA＜IH。 常采用的方法有：降低阳极电压，切断电流或给阳极 加反向电压。
想一想
1）根据晶闸管的结构图7-2a所示，可将其看成是 （ ）型和（ ）型两个晶体三极管的互连。
2）有人说：“晶闸管只要加上正向电压就导通， 加上反向电压就关断，所以晶闸管具有单向导电性 能。”这句话对吗？
第二节 晶闸管可控整流电路
晶闸管可控整流与二极管整流有所不同，它不仅能将 交流电变成直流电，且改变的直流电的大小是可调的、可控的。
基于单片机的嵌入式功率调节器的设计与实现
隔离 电路 组成 ， 结构 复 杂 ， 而 降低 了系统 的可 靠性 ， 从
而 且多采 用分 立元 件 ， 件 的离 散性 和 温 漂 严重 影 响 器 了调功 器的控 制 精度 及 其 使 用 寿 命．为 此 ， 文 设计 本 开 发 了一 种基 于单 片机 的嵌 入 式新 型 实用 调 功 装 置 ， 较 好地解 决 了 以往 调功 装 置存 在 的不 足 ， 简化 了电 既 路， 又保 证 了可靠性 ， 实 现 了光 电隔 离 ， 强 了抗 干 并 增
ＴＲ ＡＣ的导通 比来 实 现 功 率 的调 节ｌ ．系 统结 构 如 Ｉ ２ ］
图 １所 示 ．
了此类 问题 ， 把可 控硅 导 通 的起 始 点 限 制在 电源 电 它 压 过零处 ， 大大 降低 了谐波 分量．然 而 ， 传统 的可 控硅 过 零触发 调功 器 由同步 电路 （ 三相 电源） 检 零 电路 、 对 、
精 度 高 的嵌 入 式 功率 调 节 器 ．微 控 制 器 从 整 流 输 出 端 取 得 电 压信 号 ， 过 内 部 程 序 判 断 ， 出 Ｐ Ｍ 波 控 制 双 向 可 控 硅 经 输 Ｗ 的 通 断 比进 行 功 率 调 节 ， 中调 节 参 数 可 由按 键 修 改 ， 保 存 在 Ｅ Ｐ ＯＭ 内．本 设 计 还 可 以 适 用 于其 他 多 种 固 态 继 电 其 并 Ｒ
热 问题 ．这里用 的是 可调 型 电路 ， 可 以用 固定５Ｖ的 也 电路 ， 电路 会更 为简 单．从 变 压器次 级用 Ｄ４ 出不 加 取 滤波 的半波 脉 冲 Ｐ作 为控 制 信 号 ， 到 单 片 机 ， 生 加 产
器， 只需 变 换 固态 继 电 器 ， 人 不 同的 程 序 ， 载 即可 实 现 不 同 的触 发方 式 、 同 电 流范 围 的控 制 ． 不
第五章 晶闸管触发电路
的结构和触发脉冲信号波形均有一定的要求。
一 、 晶闸管对触发电路的要求
1. 触发脉冲应有足够的幅度 触发脉冲幅度太低, 晶闸管因门极触发电压幅度不够而不能触发导通, 触 发电压大小应根据晶闸管门极参数确定, 1000A以下晶 闸管,门极正向峰值电压在6～16V之间,门极不触发电 压小于等于4V。
2. 触发脉冲应有足够的宽度 触发脉冲应保证晶 闸管阳极电流Ia 上升到大于擎住电流IL 时才能消失,否 则,晶闸管不能导通,一般晶闸管要求脉冲宽度τ ＞180 , 全控桥脉冲宽度为 600＜τ ＜1200 。电感性负载一般 要求宽脉冲触发。
U e U bb∶
VD反偏、截止
U bb U D U e U∶ VD正偏、但<UD，仍截止 bb
U e U bb U D∶
VD正偏、导通
, 阻值
P 区空穴 N 区 , 使 N 区载流子增加
R b 1 U
A
U bb PN 结正偏 I e
1 C2
I 1c t
同步电压Us（UT）用来控制V2 管的工作状态,V2管截止时,形成锯齿 波的上升段,V2管导通时,形成锯齿波 的下降段。锯齿波的上升斜率由V1构 成的恒流源的充电时间常数τ = （R3+ RP2 ）C2来确定,因此， RP2是 用来调节锯齿波斜率的。下降斜率则 由V2导通时放电回路的时间常数 τ =R4C2来确定。锯齿波的底部宽度 由电阻电容R1C1的大小来确定。锯齿 波触发电路的各点波形如图5-3所示。 锯齿波电压经射极输出器V3输出得到 的是单极性的锯齿波,它与偏移电压 Up并联,就得到了有交点的正负变化 的锯齿波。采用射极输出器是为了减 小各信号电压之间的相互影响。
Uc= 0
一种简单的晶闸管调功器零触发电路
Ａ ｍｐｌ ｒ —ｒ ｇ ｅ ｅ ｒ ｕ ｔｏ ｙ ｉｔ ｒ Ｐｏ ｒ Ｒｅ ｕ ａ ｏ Ｓｉ ｅ Ｚｅ ｏ ｔｉ ｇ ｒ ｄ Ｃｉｃ ｉ ｆＴｈ ｒｓｏ ｗｅ ｇ ｌ ｔ ｒ
Ｗ Ｅ Ｙｕ ｎ ｍｅ Ｎ ａ － ｉ ｆ ａ ｇ ｏ ｇ Ｕ ｉｅ ｉ Ｔ ｃ ｎ ｌ ｙ Ｇｕ ｎ ｄ ｎ ｎｖ ｒ ｔ ｓｙ ｅ ｏ ｇ －Ｇ ． ｇ ｌ ｕ ５ ０ ４ －Ｃ ｉａｌ ｈ ｏ ｕ ｎ ｚｏ １６ ３ ｈｎ ａ ａ
定稿 日期 ：０ １ ９—２ ２ ０ ～０ ６
信号。逻辑处理电路是功率调节 的核心单一系 列逻 … ６３
辑 门运算 得到 ３ ３级 可 调 的 输 出 电 压 控 制 波 形 （ 即 ４ ６ 出） ０８的输 出波 形 与 正 过 零脉 冲 （ 分 ０ ８输 。４ ６ 微 信 号 ） 与后得 到选通 的正过 零脉 冲， 相 每个 选通 的正
摘要 ： 介绍一种简单的工控机数字控制 、 电压过零整周波导通晶闸管调功器 的零触发 电路。 关键 词 ： 闸管 ； 晶 触发／ 电压 ； 周波导通 ； 零 整 调功 器 中圉分粪号 ： ３ ； ７ ３ ＴＮ ４ ＴＮ ８ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ：００～１０ ２ ０ ）２ ０ ４ ２ １０ ０ Ｘ（０ ２０ —０ ６ ～０
（） １
数 中 非 ８的倍 数 周 波导 通 ； ＝Ｄ】 ｎ ＝ｌ时， 定周 设 期 内所 有 ８的倍 数 中非 １ ６的倍 数 周 波 导 通 ； ＝ ｎ Ｄ０ ＝１时． 设定周 期 内所 有 ｌ ６的倍 数 中非 ３ ２的 倍 数周波 导 通 。通 过 上 位 机送 来 的 二 进 制 数 字信 号 Ｄ５ Ｄ３ Ｄ１ Ｄ４ Ｄ２ Ｄ０的变 化 可 获 得精 度为 ３ １５ ．２ ％的
１ 引