可控硅的基本工作原理及在調光器中的使用
狀態 條件 說明
從關斷到導通 1、陽極電位高于是陰極電位
2、控制極有足夠的正向電壓和電流 兩者缺一不可
維持導通 1、陽極電位高于陰極電位
2、陽極電流大于維持電流 兩者缺一不可
從導通到關斷 1、陽極電位低于陰極電位
2、陽極電流小于維持電流 任一條件即可
應用舉例:
可控硅在實際應用中電路花樣最多的是其柵極觸發回路,概括起來有直流觸發電路,交流觸發電路,相位觸發電路等等。
1、直流觸發電路:
如圖2是一個電視機常用的過壓保護電路,當e+電壓過高時a點電壓也變高,當它高于穩壓管dz的穩壓值時dz道通,可控硅d受觸發而道通將e+短路,使保險絲rj熔斷,從而起到過壓保護的作用。
2、相位觸發電路:
相位觸發電路實際上是交流觸發電路的一種,如圖3,這個電路的方法是利用rc回路控制觸發信號的相位。當r值較少時,rc時間常數較少,觸發信號的相移a1較少,因此負載獲得較大的電功率;當r值較大時,rc時間常數較大,觸發信號的相移a2較大,因此負載獲得較少的電功率。這個典型的電功率無級調整電路在日常生活中有很多電氣產品中都應用它。
可控硅主要參數有:
1、 額定通態平均電流
在一定條件下,陽極---陰極間可以連續通過的50赫茲正弦半波電流的平均值。
2、 正向阻斷峰值電壓
在控制極開路未加觸發信號,陽極正向電壓還未超過導能電壓時,可以重復加在可控硅兩端的正向峰值電壓?煽毓璩惺艿恼螂妷悍逯,不能超過手冊給出的這個參數值。
3、 反向陰斷峰值電壓
當可控硅加反向電壓,處于反向關斷狀態時,可以重復加在可控硅兩端的反向峰值電壓。使用時,不能超過手冊給出的這個參數值。
4、 控制極觸發電流
在規定的環境溫度下,陽極---陰極間加一定電壓,使可控硅從關斷狀態轉為導通狀態所需要的最小控制極電流和電壓。
5、 維持電流
在規定溫度下,控制極斷路,維持可控硅導通所必需的最小陽極正向電流。
采用可控硅技術對照明系統進行控制具有:電壓調節速度快,精度高,可分時段實時調整,有穩壓作用,采用電子元件,相對來說體積小、重量輕、成本低。但該調壓方式存在一致命缺陷,由于斬波,使電壓無法實現正弦波輸出,還會出現大量諧波,形成對電網系統諧波污染,危害極大,不能用在有電容補償電路中。(現代照明設計要求規定,照明系統中功率因數必須達到0.9以上,而氣體放電燈的功率因數在一般在0.5以下,所以都設計用電容補償功率因數)在國外發達國家,已有明文規定對電氣設備諧波含量的限制,在國內,北京、上海、廣州等大城市,已對諧波含量超標的設備限制并入電網使用。
采用可控硅技術對照明系統進行照度控制時,可通過加裝濾波設備來有效降低諧波污染。
近年來,許多新型可控硅元件相繼問世,如適于高頻應用的快速可控硅,可以用正或負的觸發信號控制兩個方向導通的雙向可控硅,可以用正觸發信號使其導通,用負觸發信號使其關斷的可控硅等等。
應用介紹------可控硅在調光器中的應用:
可控硅調光器是目前舞臺照明、環境照明領域的主流設備。
在照明系統中使用的各種調光器實質上就是一個交流調壓器,老式的變壓器和變阻器調光是采用調節電壓或電流的幅度來實現的,如下圖所示。u1是未經調壓的220v交流電的波形,經調壓后的電壓波形為u2,由于其幅度小于u1,使燈光變暗。在這種調光模式中,雖然改變了正弦交流電的幅值,但并未改變其正弦波形的本質。