可控硅的应用电路分享

串联静态开关

下图可以看到一个半波串联静态开关。当按下开关以允许电源输入时，在输入信号的正循环期间，SCR 栅极处的电流变为活动状态，从而打开 SCR。

电阻R1控制和限制栅极电流量。

在接通条件下，SCR的阳极到阴极电压VF降低到RL的导通值水平。这导致栅极电流急剧降低，栅极电路的损耗最小。

在负输入周期中，SCR被关闭，因为阳极变得比阴极更多的负极。二极管D1保护SCR免受栅极电流反转的影响。

上图的右侧部分显示了负载电流和电压的结果波形。波形看起来像负载上的半波电源。

闭合开关允许用户在输入交流信号的正周期内发生相位位移时达到低于 180 度的导通电平。

为了实现90°至180°之间的导通角，可以使用以下电路。这种设计与上述类似，只是电阻器在这里是可变电阻的形式，并且省去了手动开关。

使用R和R1的网络可确保在输入AC的正半周期内为SCR提供适当控制的栅极电流。

将可变电阻R1滑块臂移动到最大值或朝最低点移动，栅极电流可能会变得太弱而无法到达SCR的栅极，这将永远不会允许SCR接通。

另一方面，当它向上移动时，栅极电流将缓慢增加，直到达到SCR开启幅度。因此，使用可变电阻器，用户可以将SCR的导通电流电平设置为0°至90°之间的任何位置，如上图右侧所示。

对于R1值，如果它相当低，将导致SCR快速触发，导致从上面的第一个图（180°传导）获得类似的结果。

但是，如果R1值较大，则需要更高的正输入电压来触发SCR。这种情况不允许我们将控制扩展到90°相位位移，因为此时输入处于最高电平。

如果SCR无法在此电平下触发，或者在交流周期的正斜率处输入电压的较低值下，则输入周期的负斜率的响应将完全相同。

从技术上讲，SCR的这种工作方式称为半波可变电阻相位控制。

该方法可有效用于需要RMS电流控制或负载功率控制的应用。

使用可控硅的电池充电器

SCR的另一个非常流行的应用是电池充电器控制器的形式。

下图显示了基于 SCR 的电池充电器的基本设计。阴影部分将是我们的主要讨论领域。

上述SCR控制电池充电器的工作原理可以通过以下解释来理解：

降压交流电输入通过二极管D1、D2进行全波整流，并通过SCR阳极/阴极端子供电。可以看到正在充电的电池与阴极端子串联。

当电池处于放电状态时，其电压足够低，以保持SCR2处于关断状态。由于 SCR2 处于打开状态，SCR1

控制电路的行为与前面段落中讨论的串联静态开关完全相同。

当输入整流电源具有足够的额定值时，触发SCR1上的栅极电流，该栅极电流由R1调节。

这会立即打开 SCR，电池开始通过阳极/阴极 SCR 传导充电。

一开始，由于电池的放电水平较低，VR将具有R5预设或电位分配器设置的较低电位。

此时，VR电平将太低，无法打开11 V齐纳二极管。在非导通状态下，齐纳二极管几乎就像一个开路，导致SCR2完全关闭，因为栅极电流几乎为零。

此外，C1的存在可确保SCR2不会因电压瞬变或尖峰而意外导通。

随着电池充电，其端电压逐渐上升，最终当达到设定的完全充电值时，VR刚好足以打开11 V齐纳二极管，随后在SCR2上触发。

一旦SCR2点火，它就会有效地产生短路，将R2端端端子接地，并在SCR1的栅极启用R2、R1网络产生的电位分压器。

SCR1栅极R2/R1分压器的激活导致SCR1栅极电流瞬间下降，迫使其关断。

这会导致电池的电源被切断，确保电池不会过度充电。

在此之后，如果电池电压趋于降至预设值以下，则 11 V 齐纳二极管将关闭，导致 SCR1 再次打开以重复充电周期。

使用 SCR 的交流加热器控制

上图显示了使用 SCR 的经典加热器控制应用。

该电路设计为根据恒温器开关打开和关闭 100 瓦加热器。

这里使用了玻璃中的汞恒温器，它应该对周围温度水平的变化非常敏感。

确切地说，它甚至可以感应到0.1°C的温度变化。

然而，由于这些类型的恒温器通常额定处理1 mA左右范围内的非常小的电流，因此它在温度控制电路中不太受欢迎。

在所讨论的加热器控制应用中，SCR用作电流放大器，用于放大恒温器电流。

实际上，SCR不像传统的放大器那样起作用，而是作为电流传感器，它允许不同的恒温器特性来控制SCR的更高电流电平切换。

我们可以看到，SCR的电源是通过加热器和全桥整流器施加的，这允许为SCR提供全波整流直流电源。

在此期间，当恒温器处于开路状态时，0.1uF电容两端的电位通过每个整流直流脉冲产生的脉冲充电至SCR栅极电位的点火水平。

电容器充电的时间常数由RC元件的乘积确定。

这使得SCR能够在这些脉冲直流半周期触发期间导通，允许电流通过加热器，并允许所需的加热过程。

当加热器升温且温度升高时，在预定点，导致导电恒温器激活并在 0.1uF 电容器上产生短路。这反过来又会关闭 SCR

并切断加热器的电源，导致其温度逐渐下降，直到它下降到再次禁用恒温器并且 SCR 启动的水平。