如何使用三端双向可控硅和相位控制电路来控制交流负载的电流？

　　平均负载功率通过改变负载电压的RMS值来控制。这可以通过使用反向并联SCR或使用单个三端双向可控硅来实现。
　　使用三端双向可控硅进行交流负载控制是低到中等高功率交流负载最常用的晶闸管控制方法。负载功率通过控制负载电压的RMS值来控制，而RMS值又由可控硅的触发角度控制。这反过来又控制了三端双向可控硅的导通时间。
　　当触发角α为零时，导通角θ将为180°，负载电压为最大值并等于电源电压。随着触发角的增加，导通角会减小，负载电压会降低。当α等于180°时，θ将为零，负载电压为零。
　　最常与双向可控硅一起用于控制交流负载的触发电路是图1所示的diac触发电路。
　　
　　图1.交流负载的三端双向可控硅控制。
　　通过改变电位计RV上的设置来控制触发角度1.随着该值的增加，电容器充电至直径的击穿电压所需的时间将增加。这将延迟触发角度，从而减少导通时间。这反过来又会导致负载电压降低。
　　通过上述电路布置，负载可以控制在完全导通到几乎为零。但是，当负载电压再次增加时，会注意到“卡扣”效应。这是由电容器上的残余电荷引起的。卡扣很明显，因为电流会突然从零增加到某个中间值。
　　可以通过以下两种方法之一来减少卡扣效果：
　　·使用非对称直径 （ST4）
　　·在触发电路中引入第二次延时，如图2所示。
　　
　　图2.交流负载的三端双向可控硅控制，卡扣效应降低。
　　在两个电路（图1和图2）中，触发电路都不适合超低压电源。这是由于diac的击穿电压相对较高，通常在28至36 V的范围内。
　　例如，如果diac的分频电压为30 V，并且在连接到32 V电源的电路中工作，则在周期进入41°之前不可能触发DIAC。因此，控制范围非常有限。相比之下，如果电源电压为240 V，则最小触发角度为5°。
　　这个问题可以通过使用UJT或PUT触发电路来克服。使用这两个电路，触发角度可以控制在几乎0°至180°之间。代表性的UJT电路如图3所示。
　　
　　图3.三端双向可控硅负载控制 — UJT 触发。
　　UJT触发电路应注意的要点是：
　　·触发电路的连接方式在触发三端双向可控硅时将被关闭。因此，每个半周期中只有一个触发脉冲。
　　·仅提供一种极性的触发脉冲。
　　·脉冲变压器的连接方式使三端双向可控硅在模式2和3下触发，从而最大限度地提高触发灵敏度。
　　就输出电压和输出电压波形而言，两个电路之间的唯一区别是，UJT触发电路在采用超低电压电源工作时将提供更广泛的控制范围。使用超低电压电源工作时，使用diac触发电路不是正常做法。
　　输出电压
　　负载电压可以从电路特性确定。负载电压的实际计算很复杂，本文不讨论。电路特性如图4所示。
　　
　　图4.交流电控制器电路特性。
　　要获得特定触发角度的负载电压，请从水平轴以适当的触发角度向上投影，直到曲线相交。然后水平投影到垂直轴，以获得负载与电源电压的比率。该比率乘以电源电压，得到负载电压。
　　

　　波形
　　图5和图6分别显示了三端双向可控硅控制阻流负载（带直径触发时触发角度为45°）和90°（带UJT触发时）产生的波形。
　　
　　图5.三端双向可控硅交流负载控制器 — 直径触发（触发角度 45°）。
　　
　　图6.可控硅交流负载控制器—UJT触发（触发角度90°）。
　　三端双向可控硅控制器用于控制低到中等高功率负载。一些例子是：
　　·灯具照明
　　·风扇速度控制（吊扇）
　　·电机速度控制（仅限于小型电机）
　　·烹饪和加热设备中的加热元件。
　　对于更高的电流要求，可用的三端双向可控硅可能无法承载所需的负载电流。在这种情况下，使用两个以反向并行配置连接的 SCR。

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