雙向可控硅及其觸發(fā)電路.doc

1、雙向可控硅及其觸發(fā)電路雙向可控硅是一種功率半導(dǎo)體器件，也稱雙向晶閘管，在單片機(jī)控制系統(tǒng)中，可作為功率驅(qū)動(dòng)器件，由于雙向可控硅沒有反向耐壓問題，控制電路簡單，因此特別適合做交流無觸點(diǎn)開關(guān)使用。雙向可控硅接通的一般都是一些功率較大的用電器，且連接在強(qiáng)電網(wǎng)絡(luò)中，其觸發(fā)電路的抗干擾問題很重要，通常都是通過光電耦合器將單片機(jī)控制系統(tǒng)中的觸發(fā)信號(hào)加載到可控硅的控制極。為減小驅(qū)動(dòng)功率和可控硅觸發(fā)時(shí)產(chǎn)生的干擾，交流電路雙向可控硅的觸發(fā)常采用過零觸發(fā)電路。（過零觸發(fā)是指在電壓為零或零附近的瞬間接通，由于采用過零觸發(fā)，因此需要正弦交流電過零檢測電路）雙向可控硅分為三象限、四象限可控硅，四象限可控硅其導(dǎo)通條件如下圖

2、：總的來說導(dǎo)通的條件就是：G極與T1之間存在一個(gè)足夠的電壓時(shí)并能夠提供足夠的導(dǎo)通電流就可以使可控硅導(dǎo)通，這個(gè)電壓可以是正、負(fù)，和T1、T2之間的電流方向也沒有關(guān)系。因?yàn)殡p向可控硅可以雙向?qū)?，所以沒有正極負(fù)極，但是有T1、T2之分再看看BT134-600E的簡介：（飛利浦公司的，雙向四象限可控硅，最大電流4A）推薦電路：為了提高效率，使觸發(fā)脈沖與交流電壓同步，要求每隔半個(gè)交流電的周期輸出一個(gè)觸發(fā)脈沖，且觸發(fā)脈沖電壓應(yīng)大于4V ，脈沖寬度應(yīng)大于20us.圖中BT 為變壓器，TPL521 - 2 為光電耦合器，起隔離作用。當(dāng)正弦交流電壓接近零時(shí)，光電耦合器的兩個(gè)發(fā)光二極管截止，三極管T1基極的偏置

3、電阻電位使之導(dǎo)通，產(chǎn)生負(fù)脈沖信號(hào)，T1的輸出端接到單片機(jī)80C51 的外部中斷0 的輸入引腳，以引起中斷。在中斷服務(wù)子程序中使用定時(shí)器累計(jì)移相時(shí)間，然后發(fā)出雙向可控硅的同步觸發(fā)信號(hào)。過零檢測電路A、B 兩點(diǎn)電壓輸出波形如圖2 所示。過零觸發(fā)電路電路如圖3 所示，圖中MOC3061 為光電耦合雙向可控硅驅(qū)動(dòng)器，也屬于光電耦合器的一種，用來驅(qū)動(dòng)雙向可控硅BCR 并且起到隔離的作用，R6 為觸發(fā)限流電阻，R7 為BCR 門極電阻，防止誤觸發(fā)，提高抗干擾能力。當(dāng)單片機(jī)80C51 的P1. 0 引腳輸出負(fù)脈沖信號(hào)時(shí)T2 導(dǎo)通，MOC3061 導(dǎo)通，觸發(fā)BCR 導(dǎo)通，接通交流負(fù)載。另外，若雙向可控硅接感性

4、交流負(fù)載時(shí)，由于電源電壓超前負(fù)載電流一個(gè)相位角，因此，當(dāng)負(fù)載電流為零時(shí)，電源電壓為反向電壓，加上感性負(fù)載自感電動(dòng)勢el 作用，使得雙向可控硅承受的電壓值遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過電源電壓。雖然雙向可控硅反向?qū)?，但容易擊穿，故必須使雙向可控硅能承受這種反向電壓。一般在雙向可控硅兩極間并聯(lián)一個(gè)RC阻容吸收電路，實(shí)現(xiàn)雙向可控硅過電壓保護(hù)，圖3 中的C2 、R8 為RC 阻容吸收電路。光耦合雙向可控硅驅(qū)動(dòng)器電路這種器件是一種單片機(jī)輸出與雙向可控硅之間較理想的接口器件。它由輸入和輸出兩部分組成，輸入部分是一砷化鎵發(fā)光二極管。該二極管在515mA正向電流作用下發(fā)出足夠強(qiáng)度的紅外線,觸發(fā)輸出部分。輸出部分是一硅光敏雙向可控

5、硅，在紫外線的作用下可雙向?qū)?。該器件為六引腳雙列直插式封裝，其引腳配置和內(nèi)部結(jié)構(gòu)見下圖：有的型號(hào)的光耦合雙向開關(guān)可控硅驅(qū)動(dòng)器還帶有過零檢測器。以保證電壓為零(接近于零)時(shí)才可觸發(fā)可控硅導(dǎo)通。如MOC3030/31/32(用于115V交流)，MOC3040/41(用于220V交流)。下圖是過零電壓觸發(fā)雙向可控硅驅(qū)動(dòng)器MOC3040系列的典型應(yīng)用電路。MOC3061推薦電路圖的誤解：我最開始忽略了G極與T1之間的關(guān)系，將MOC3061的4、6兩腳接在了G極與T1之間，電路示意圖如下：（由于沒有找到MOC3061，用了一個(gè)開關(guān)表示）此時(shí)無論是打開開關(guān)、和關(guān)閉開關(guān)（驅(qū)動(dòng)MOC306或者不驅(qū)動(dòng)MOC3

6、061）可控硅都是導(dǎo)通的，即不能關(guān)閉可控硅，百般糾結(jié)和查看資料后才發(fā)現(xiàn)G極和T1之間的關(guān)系，安照這個(gè)電路接的話，不管J3開路時(shí)，G極的電壓等于T2的電壓，當(dāng)交流電流過雙向可控硅時(shí)，G極與T1之間總存在一個(gè)電壓差，即T1與T2之間的電壓差，這個(gè)電壓差就導(dǎo)通了可控硅，所以雙向可控硅雖然沒有正、負(fù)極的區(qū)別，卻有T1、T2的區(qū)別。光耦選型表型 號(hào) 功 能 型 號(hào) 功 能 4N25 晶體管輸出 MOC5009 過零觸發(fā)可控硅輸出 4N26 晶體管輸出 MOC5010 過零觸發(fā)可控硅輸出 4N27 晶體管輸出 MOC8021 4N28 晶體管輸出 MOC8080 4N29 達(dá)靈頓輸出 MOC8100 4N

7、30 達(dá)靈頓輸出 MOC8102 4N32 達(dá)靈頓輸出 MOC8111 4N33 達(dá)靈頓輸出 MOC8112 4N35 晶體管輸出 MOC8113 4N36 晶體管輸出 MOC8204 4N37 晶體管輸出 TLP5211 晶體管輸出單光耦 4N38 TLP5212 晶體管輸出雙光耦 4N39 單向可控硅輸出 TLP5214 晶體管輸出四光耦 6N135 高速晶體管輸出 TLP620 6N136 高速晶體管輸出 TLP6211 6N137 高速TIL邏輯輸出 TLP6212 6N138 達(dá)靈頓輸出 TLP6214 6N139 達(dá)靈頓輸出 TLP624 MOC602 TLP631 MOC635

8、TLP632 MOC641 TLP651 MOC3000 TLP721 MOC3009 TIL113 達(dá)靈頓輸出 MOC3010 雙可控硅驅(qū)動(dòng)輸出 TIL117 晶體管輸出 MOC3011 雙可控硅驅(qū)動(dòng)輸出 PC817 單光耦 MOC3020 雙可控硅驅(qū)動(dòng)輸出 PC8171 MOC3021 雙可控硅驅(qū)動(dòng)輸出 PC8172 MOC3022 可控硅驅(qū)動(dòng)輸出 PC8174 MOC3023 可控硅驅(qū)動(dòng)輸出 PC827 雙光耦 MOC3030 可控硅驅(qū)動(dòng)輸出 PC847 四光耦 MOC3031 可控硅驅(qū)動(dòng)輸出 PC900 高速晶體管輸出 MOC3040 可控硅驅(qū)動(dòng)輸出 CNY17-3 晶體管輸出 MOC3041 雙可控硅驅(qū)動(dòng)輸出 H11D1 高壓晶體管輸出 MOC3052 過零觸發(fā)可控硅輸出 H11A2 晶體管輸出 MOC3060 過零觸發(fā)可控硅輸出 H11G2 電阻達(dá)林頓輸出 MOC