双向晶闸管触发电路设计的共享经验-全文

双向晶闸管简介

“双向晶闸管”: 它是在普通晶闸管的基础上开发的. 它不仅可以并联替换两个反极性晶闸管，而且仅需要一个触发电路，非常理想. 交流开关设备. 英文名称TRIAC表示三端双向交流开关.

双向晶闸管的特性和应用

双向晶闸管可以看作是一对反并联的普通晶闸管的集成，其工作原理与普通的单向晶闸管相同. 三端双向可控硅开关元件具有两个主电极T1和T2，即一个栅极G，该栅极使器件能够在主电极的正向和负向两个方向上触发导通，因此三端双向可控硅开关在第一象限和第三象限中具有对称的伏安特性. 双向晶闸管栅极加上正负触发脉冲可以使电子管触发导通，因此有四种触发模式. 双向晶闸管的应用是通常使用双向晶闸管，需要定量掌握其主要参数，适当选择双向晶闸管，并采取相应措施以满足每个参数的要求.

·耐压等级的选择: 通常将VDRM（关态重复峰值电压）和VRRM（反向重复峰值电压）中较小的一个标记为设备的额定电压. 选择时，额定电压应为正常工作峰值电压的2〜3倍，作为允许的工作过电压裕量.

·电流的确定: 由于双向晶闸管通常用在交流电路中，因此有效值代替平均值代替其平均值. 由于可控硅的过载能力小于普通电磁设备，因此，一般家用电器中选择的可控硅的电流值是实际工作电流值的2〜3倍. 同时，晶闸管承受断态重复峰值电压VDRM和反向重复峰值电压VRRM时的峰值电流应小于设备指定的IDRM和IRRM.

·接通状态（峰值）电压VTM的选择: 这是晶闸管通过额定电流的指定倍数时的瞬态峰值电压降. 为了减少晶闸管的热损失，应尽可能选择VTM较小的晶闸管.

·维持电流: IH是维持晶闸管导通状态所需的最小主电流. 它与结温有关. 结温越高，IH越小.

·耐压上升率: dv / dt是指截止状态下的电压上升斜率，是防止误触发的关键参数. 超过该值可能会导致晶闸管产生误导. 由于晶闸管的制造工艺，A2和G之间存在寄生电容.

双向晶闸管构造原理

尽管双向可控硅可以看作是两个普通晶闸管的组合，但实际上它是由7个晶体管和多个电阻组成的功率集成器件. 低功率双向晶闸管通常用塑料封装，有些具有散热片. 典型产品有BCMlAM（1A / 600V），BCM3AM（3A / 600V），2N6075（4A / 600V），MAC218-10（8A / 800V）等. 大多数高功率双向晶闸管都采用RD91型封装.

双向晶闸管属于NPNPN五层器件，三个电极分别为T1，T2和G. 因为该器件可以在两个方向上导电，所以除栅电极G之外的两个电极统称为主端子，它们由T1和T2表示，并且不再分为阳极或阴极. 其特性是，当G极和T2极的电压相对于T1为正时，T2为阳极，T1为阴极. 相反，当G极和T2极的电压相对于T1均为负时，T1成为阳极，T2成为阴极. 由于双向晶闸管具有对称的特性曲线，因此可以在任何方向上导通.

双向晶闸管触发电路的设计技巧

在消费者中，导体和半导体零件的选择至关重要. 如何使用各种材料取决于我们对知识的掌握. 一般而言，我们将在一些功率大且连接到强大电网的消费者中选择双向晶闸管. 双向可控硅是一种功率半导体器件，也称为双向晶闸管. 它可以在单片机控制系统中用作电源驱动设备. 由于双向可控硅没有反向耐压问题，并且控制电路简单，因此特别适用于交流电. 无需接触开关即可使用. 在今天的文章中，我们将简要介绍双向可控硅触发电路的设计技术.

我相信所有工程师在晶闸管电路的设计过程中都非常清楚. 双向可控硅的触发电路在用户中的抗干扰问题非常重要. 通常，微控制器由光耦合器控制. 系统中的触发信号被加载到晶闸管的控制极. 为了减少由驱动功率和晶闸管触发引起的干扰，交流电路双向晶闸管通常由过零触发电路触发. 过零触发表示电压在零或接近零时接通. 由于使用了过零触发器，因此上述电路还需要一个正弦交流过零检测电路.

1. 过零检测电路

图1和2主要介绍了双向晶闸管使用的两种情况. 我们可以清楚地看到，图1的目的是提高效率，而图2显示了过零检测电路A和B. 两点电压输出波形. 在图1中，为了提高效率并使触发脉冲与AC电压同步，要求每半个AC周期输出一个触发脉冲，并且触发脉冲电压应大于4V可控硅的简易触发电路，并且脉冲宽度应大于超过20us. 在图中，BT是变压器，TPL521-2是光电耦合器，起隔离作用. 当正弦交流电压接近于零时可控硅的简易触发电路，光电耦合器的两个发光二极管关断，晶体管T1的基极的偏置电阻电势将其导通，并生成负脉冲信号. T1的输出连接到微控制器80C51的外部中断0. 输入引脚引起中断. 使用计时器在中断服务子例程中累积相移时间，然后发出双向晶闸管的同步触发信号. 这种电路检测是一种过零检测电路.

2. 过零触发电路

过零触发电路的图示如图3所示. 在图中，我们可以看到光电耦合器的双向可控硅驱动器. 光电偶发双向晶闸管驱动器是一种光电耦合器，用于驱动双向晶闸管BCR并起到隔离作用，R6是触发限流电阻，R7是BCR栅极电阻，可防止误触发，提高电阻的抗干扰能力. 当微控制器80C51的P1.0引脚输出负脉冲信号时，T2接通，MOC3061接通，触发BCR接通，并连接交流负载. 另外，如果双向晶闸管连接到感应交流负载，则电源电压将负载电流提前相角. 因此，当负载电流为零时，电源电压为反向电压，并且感性负载自感电动势e1起作用，使得三端双向可控硅开关元件可承受的电压值远远超过电源电压. 尽管双向晶闸管反向导通，但很容易击穿，因此双向可控硅必须能够承受这种反向电压. 通常，在双向晶闸管的两极之间并联连接一个RC电阻电容吸收电路，以实现双向晶闸管的过压保护. 图2中的C2和R8为C. 3个是RC电阻电容吸收电路.

3. 结论

双向晶闸管过零触发电路主要用于单片机控制系统的交流负载控制电路中. 它可以控制大功率交流设备，例如电炉和交流电动机. 实践证明，它是安全可靠的. 本文重点介绍过零检测和触发电路. 由于软件设计相对简单，过零检测电路检测到过零时，只要触发脉冲通过单片机80C51的P1.0引脚发送，就会产生中断请求. 微机在中断服务程序中触发双向可控硅导通.

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