过零触发交流稳压电源电路

目录

1 晶闸管过零触发电路 (1)

1.1过零触发电路基本原理 (1)

1.2过零触发电路的结构形式 (3)

2 交流稳压电源电路 (5)

2.1交流稳压电源的介绍 (5)

2.2交流稳压电源的基本结构 (5)

3 过零触发交流稳压电源电路总体设计 (7)

3.1原理分析 (7)

3.2电气原理图 (8)

结论 (9)

心得体会 (10)

参考文献 (11)

1 晶闸管过零触发电路

1.1过零触发电路基本原理

过零触发电路工作原理示意图如图1所示。通过改变t1的导通时间和t2的关断时间来改变可控硅的通断时间比η，使信号整周波导通与整周波关断。

控制电路把负载与电源u = U ⋅t 0 2 sinω在周期c T 时间内接通1 t 秒（通n 个周波），然后再断开2 t 秒（断m 个周波），则负载阻抗Z上的交流电压有效值为：

图1中：TC为控制信号的周期，t1为导通时间，t2的关断时间。

其中U 、M I 、M P 分别为可控硅连续导通时负载获得的最大电压、电流和功率。在本系统

中我们是通过改变η来进行调压,从而改变电镦机中的加热电流。

在电压过零时给晶闸管以触发脉冲，使晶闸管工作状态始终处于全导通或全阻断，这种工作方式称为过零触发。交流过零触发开关电路就是利用过零触发方式来控制晶闸管导通与关断。它被用来实现在设定的周期范围内，将电路接通几个周波，然后断开几个周波，通过改变晶闸管在设定周期内通断时间的比例，达到调节负载两端交流电压，即负载功率的目的。

既能实现调压，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。这种控制方式可称之为“通、断控制”，输出为全压→输出电压为0→输出为全压→输出电压为0→……，输出电压（电流）的连续性很差，电源的通断频率，取决于门限控制信号的变化，因而适用范围更窄，仅适用于阻性负载，如电阻加热恒温控制等，不宜用于控制电力拖动系统。

1.2 过零触发电路的结构形式

在一些需要频繁起停或工作场所特殊出于安全考虑，不允许产生接触器开断时的火花，常采用晶闸管功率器件，来代替接触器，用作电机起停控制，这种电路被称作无触点开关，在控制上非常简单。用继电器KA 控制晶闸管的开、断，KA 触点闭合时，产生由晶闸管阳极经D 、R 限流和限向元件，流入晶闸管栅、阴极的触发电流回路，晶闸管开通，KA 触点断开，晶闸管截止。假设能精确地控制KA 在电网电压过零时接通，则晶

图1-2无触点交流开关的主要形式

图1-3 过零电路的基本电路构成

图1-3过零电路的基本电路构成

闸管开通时冲击电流最小，即成为过零触发控制电路。实际电路中，因继电器KA 的滞后动作（电磁/机械转换动作过程），对其闭合时间，很难进行精准的控制，若换用电子器件代替KA ，控制电路能在适当时刻发送触发脉冲，即能实现真正的过零触发控制。

晶闸管过零触发电路，主要由同步信号电路、门限控制信号电路、触发电路等几部分组成。同步信号电路用于采样电网过零信号，形成电网过零脉冲信号，有些电路是直接将同步脉冲用于触发脉冲，有些电路是经展宽处理，变为触发脉冲；门限控制信号电路，是触发脉冲的“可控通道”，控制流通脉冲数，也即时控制晶闸管的导通脉波数，达到过零调压控制的目的。另外，故障发生时，保护电路应送出一个“触发脉冲封锁”信号，使主电路晶闸管全部关断。

通断输出

输入交流电

输入交流电

调压输出

图1-4过零触发电路

2 交流稳压电源电路

2.1 交流稳压电源的介绍

能为负载提供稳定交流电源的电子装置。又称交流稳压器。由于市电供电压因各种原因而不稳定，特别是有些供电场所电压波动幅度很大，从而影响用电设备的正常工作，还可能造成用电设备损坏，而交流稳压器是一种能够使用电设备的工作电压基本稳定的稳压设备。

在一些小功率的单相用电设备中，往往要求供电电压稳定才能很好地工作，但往往市电电压都存在着10%的波动，有时还超过此波动值。为此就需要一个交流稳压器对这些设备提供稳定的供电电压。

按电源使用环境不同分类可分为两类 ,单相交流稳压器 ,三相交流稳压器 ,按调压方式不同分类可分为三类 ,电子感应式油式稳压器 ,干式接触式调压稳压器(直接调压稳压器和补偿式调压稳压器) ,干式无触点调压式稳压器(一般是带补偿的稳压器)。

2.2 交流稳压电源的基本结构

交流稳压器种类固然很多，主回路工作原理有所不同，但基本上(交流参数稳压器例外)基本都是输入开关取样电路,控制电路,电压调节装置，输出保护装置,驱动装置，显示器及及组成,其基本工作原理框图如下:

图2-1交流稳压器框图

①、输入开关：作为稳压器输入工作开关，一般都采用有限流保护的空气开关式小型断路开关，它能对稳压器和用电设备起到保护作用。

②、电压调节装置：是一种可以调节输出电压的装置,它能将输出电压升高或降低是稳压器最主要的部件。

③、取样电路：它对稳压器输出电压和电流进行检测，将输出电压变化的情况给传送给控制电路。

④、驱动装置：由于控制电路的控制电信号较弱,所以需要用驱动装置来进行功率放大和转换。

⑤、驱动保护装置：一种连通和断开稳压器的输出的装置，一般常用继电器或接触器或保险器等。