晶閘管及其應(yīng)用
晶閘管的結(jié)構(gòu)及特性
一、晶閘管外形與符號:
圖5.1.1 符 號
圖5.1.2 晶閘管導(dǎo)通實(shí)驗(yàn)電路圖
為了說明晶閘管的導(dǎo)電原理,可按圖5.1.2所示的電路做一個(gè)簡單的實(shí)驗(yàn)。
(1)晶閘管陽極接直流電源的正端,陰極經(jīng)燈泡接電源的負(fù)端,此時(shí)晶閘管承受正向電壓。控制極電路中開關(guān)S斷開(不加電壓),如圖5.1.2(a)所示,這時(shí)燈不亮,說明晶閘管不導(dǎo)通。
(2)晶閘管的陽極和陰極間加正向電壓,控制極相對于陰極也加正向電壓,如圖5.1.2(b)所示.這時(shí)燈亮,說明晶閘管導(dǎo)通。
(3)晶閘管導(dǎo)通后,如果去掉控制極上的電壓,即將圖5.1.2(b)中的開關(guān)S斷開,燈仍然亮,這表明晶閘管繼續(xù)導(dǎo)通,即晶閘管一旦導(dǎo)通后,控制極就失去了控制作用。
(4)晶閘管的陽極和陰極間加反向電壓如圖5.1.2(C),無論控制極加不加電壓,燈都不亮,晶閘管截止。
(5)如果控制極加反向電壓,晶閘管陽極回路無論加正向電壓還是反向電壓,晶閘管都不導(dǎo)通。
從上述實(shí)驗(yàn)可以看出,晶閘管導(dǎo)通必須同時(shí)具備兩個(gè)條件:
(1) 晶閘管陽極電路加正向電壓;
(2) 控制極電路加適當(dāng)?shù)恼螂妷?實(shí)際工作中,控制極加正觸發(fā)脈沖信號)。
圖5.1.3 晶閘管的伏安特性曲線
二、伏安特性
晶閘管的導(dǎo)通和截止這兩個(gè)工作狀態(tài)是由陽極電壓U、陽極電流I及控制極電流IG決定的,而這幾個(gè)量又是互相有聯(lián)系的。在實(shí)際應(yīng)用上常用實(shí)驗(yàn)曲線來表示它們之間的關(guān)系,這就是晶閘管的伏安特性曲線。圖5.1.3所示的伏安特性曲線是在IG=0的條件下作出的。
當(dāng)晶閘管的陽極和陰極之間加正向電壓時(shí),由于控制極未加電壓,晶閘管內(nèi)只有很小的電流流過,這個(gè)電流稱為正向漏電流。這時(shí),晶閘管陽極和陰極之間表現(xiàn)出很大的內(nèi)阻,處于阻斷(截止)狀態(tài),如圖5.1.3第一象限中曲線的下部所示。當(dāng)正向電壓增加到某一數(shù)值時(shí),漏電流突然增大,晶閘管由阻斷狀態(tài)突然導(dǎo)通。晶閘管導(dǎo)通后,就可以通過很大電流,而它本身的管壓降只有1V左右,因此特性曲線靠近縱軸而且陡直。晶閘管由阻斷狀態(tài)轉(zhuǎn)為導(dǎo)通狀態(tài)所對應(yīng)的電壓稱為正向轉(zhuǎn)折電壓UBO。在晶閘管導(dǎo)通后,若減小正向電壓,正向電流就逐漸減小。當(dāng)電流小到某一數(shù)值時(shí),晶閘管又從導(dǎo)通狀態(tài)轉(zhuǎn)為阻斷狀態(tài),這時(shí)所對應(yīng)的最小電流稱為維持電流IH。
當(dāng)晶閘管的陽極和陰極之間加反向電壓時(shí)(控制極仍不加電壓),其伏安特性與二極管類似,電流也很小,稱為反向漏電流。當(dāng)反向電壓增加到某一數(shù)值時(shí),反向漏電流急劇增大,使晶閘管反向?qū)?,這時(shí)所對應(yīng)的電壓稱為反向轉(zhuǎn)折電壓UBR。
從圖5.1.3的晶閘管的正向伏安特性曲線可見,當(dāng)陽極正向電壓高于轉(zhuǎn)折電壓時(shí)元件將導(dǎo)通。但是這種導(dǎo)通方法很容易造成晶閘管的不可恢復(fù)性擊穿而使元件損壞,在正常工作時(shí)是不采用的。晶閘管的正常導(dǎo)通受控制極電流IG的控制。為了正確使用晶閘管,必須了解其控制極特性。
當(dāng)控制極加正向電壓時(shí),控制極電路就有電流IG,晶閘管就容易導(dǎo)通,其正向轉(zhuǎn)折電壓降低,特性曲線左移??刂茦O電流愈大,正向轉(zhuǎn)折電壓愈低,如圖5.1.4所示。
實(shí)際規(guī)定,當(dāng)晶閘管的陽極與陰極之間加上6V直流電壓,能使元件導(dǎo)通的控制極最小電流(電壓)稱為觸發(fā)電流(電壓)。由于制造工藝上的問題,同一型號的晶閘管的觸發(fā)電壓和觸發(fā)電流也不盡相同。如果觸發(fā)電壓太低,則晶閘管容易受干擾電壓的作用而造成誤觸發(fā);如果太高,又會造成觸發(fā)電路設(shè)計(jì)上的困難。因此,規(guī)定了在常溫下各種規(guī)格的晶閘管的觸發(fā)電壓和觸發(fā)電流的范圍。例如對KP50型 的晶閘管,觸發(fā)電壓和觸發(fā)電流分別為≤3.5V和8~150mA。
圖5.1.4 控制極電流對晶閘管轉(zhuǎn)折電壓的影響
三、主要參數(shù)
為了正確地選擇和使用晶閘管,還必須了解它的電壓、電流等主要參數(shù)的意義。晶閘管的主要參數(shù)有以下幾項(xiàng):
(1)正向重復(fù)峰值電壓UFRM
在控制極斷路和晶閘管正向阻斷的條件下,可以重復(fù)加在晶閘管兩端的正向峰值電壓,稱為正向重復(fù)峰值電壓,用符號UFRM表示。按規(guī)定此電壓為正向轉(zhuǎn)折電壓的80%。[!--empirenews.page--]
(2)反向重復(fù)峰值電壓URRM
就是在控制極斷路時(shí),可以重復(fù)加在晶閘管元件上的反向峰值電壓,用符號URRM表示。按規(guī)定此電壓為反向轉(zhuǎn)折電壓的80%。
(3)正向平均電流IF
在環(huán)境溫度不大于40oC和標(biāo)準(zhǔn)散熱及全導(dǎo)通的條件下,晶閘管通過的工頻正弦半波電流(在一個(gè)周期內(nèi)的)平均值,稱為正向平均電流IF,簡稱正向電流。通常所說多少安的晶閘管,就是指這個(gè)電流。如果正弦半波電流的最大值為Im,則
然而,這個(gè)電流值并不是一成不變的,晶閘管允許通過的最大工作電流還受冷卻條件、環(huán)境溫度、元件導(dǎo)通角、元件每個(gè)周期的導(dǎo)電次數(shù)等因素的影響。
(4)維持電流IH
在規(guī)定的環(huán)境溫度和控制極斷路時(shí),維持元件繼續(xù)導(dǎo)通的最小電流稱為維持電流IH。當(dāng)晶閘管的正向電流小于這個(gè)電流時(shí),晶閘管將自動關(guān)斷。
單相半波可控整流電路
把不可控的單相半波整流電路中的二極管用晶閘管代替,就成為單相半波可控整流電路。下面將分析這種可控整流電路在接電阻性負(fù)載和電感性負(fù)載時(shí)的工作情況。
一、
圖5.1.5 接電阻性負(fù)載的單相半波可控整流電路
阻性負(fù)載
圖5.1.6 接電阻性負(fù)載時(shí)單相半波可控整流電路的電壓與電流波形
圖5.1.5是接電阻性負(fù)載的單相半波可控整流電路,負(fù)載電阻為RL。從圖可見,在輸入交流電壓u的正半周時(shí),晶閘管T承受正向電壓,如圖5.1.6(a)。假如在t1時(shí)刻給控制極加上觸發(fā)脈沖如圖5.1.6(b),晶閘管導(dǎo)通,負(fù)載上得到電壓。當(dāng)交流電壓u下降到接近于零值時(shí),晶閘管正向電流小于維持電流而關(guān)斷。在電壓u原負(fù)半周時(shí),晶閘管承受反向電壓,不可能導(dǎo)通,負(fù)載電壓和電流均為零。在第二個(gè)正半周內(nèi),再在相應(yīng)的t2時(shí)刻加入觸發(fā)脈沖,晶閘管再行導(dǎo)通。這樣,在負(fù)載RL上就可以得到如圖5.1.6.(c)所示的電壓波形。圖5.1.6(d)所示的波形為晶閘管所承受的正向和反向電壓,其最高正向和反向電壓均為輸入交流電壓的幅值U。
顯然,在晶閘管承受正向電壓的時(shí)間內(nèi),改變控制極觸發(fā)脈沖的輸入時(shí)刻(移相),負(fù)載上得到的電壓波形就隨著改變,這樣就控制了負(fù)載上輸出電壓的大小。圖5.1.6是接電阻性負(fù)載時(shí)單相半波可控整流電路的電壓與電流的波形。
晶閘管在正向電壓下不導(dǎo)通的電角度為控制角(又稱移相角),用α表示,而導(dǎo)通的電角度則稱為導(dǎo)通角,用θ表示如圖5.1.6.(c)。很顯然,導(dǎo)通角θ愈大,輸出電壓愈高。整流輸出電壓的平均值可以用控制角表示,即
從式(5.1)看出,當(dāng)α=0時(shí)(θ=180o)晶閘管在正半周全導(dǎo)通,UO=0.45U,輸出電壓最高,相當(dāng)于不可控二極管單相半波整流電壓。若α=180o,U0 =0,這時(shí)
根據(jù)歐姆定律,電阻負(fù)載中整流電流的平均值為
此電流即為通過晶閘管的平均電流。
二、電感性負(fù)載與續(xù)流二極管
上面所講的是接電阻性負(fù)載的情況,實(shí)際上遇到較多的是電感性負(fù)載,象各種電機(jī)的勵磁繞組、各種電感線圈等,它們既含有電感,又含有電阻。有時(shí)負(fù)載雖然是純電阻的,但串了電感線圈等,它們既含有電感,又含有電阻。有時(shí)負(fù)載雖然是純電阻的,但串了電感濾波器后,也變?yōu)殡姼行缘牧?。整流電路接電感性?fù)載和接電阻性負(fù)載的情況大不相同。
圖5.1.7接電感性負(fù)載的可控整流電路
電感性負(fù)載可用串聯(lián)的電感元件L和電阻元件R表示(圖5.1.7)。當(dāng)晶閘管剛觸發(fā)導(dǎo)通時(shí),電感元件中產(chǎn)生阻礙電流變化的感應(yīng)電動勢(其極性在圖5.1.7中為上正下負(fù)),電路中電流不能躍變,將由零逐漸上升如圖5.1.8 (a),當(dāng)電流到達(dá)最大值時(shí),感應(yīng)電動勢為零,而后電流減小,電動勢eL也就改變極性,在圖5.1.7中為下正上負(fù)。此后,在交流電壓u到達(dá)零值之前,eL和u極性相同,晶閘管當(dāng)然導(dǎo)通。即使電壓u經(jīng)過零值變負(fù)之后,只要eL大于u,晶閘管繼續(xù)承受正向電壓,電流仍將繼續(xù)流通,如圖5.1.8 (a)。只要電流大于維持電流時(shí),晶閘管不能關(guān)斷,負(fù)載上出現(xiàn)了負(fù)電壓。當(dāng)電流下降到維持電流以下時(shí),晶閘管才能關(guān)斷,并且立即承受反向電壓,如圖5.1.8 (b)所示。
綜上可見,在單相半波可控整流電路接電感性負(fù)載時(shí),晶閘管導(dǎo)通角θ將大于(180o-α)。負(fù)載電感愈大,導(dǎo)通角θ愈大,在一個(gè)周期中負(fù)載上負(fù)電壓所占的比重就愈大,整流輸出電壓和電流的平均值就愈小。為了使晶閘管在電源電壓u降到零值時(shí)能及時(shí)關(guān)斷,使負(fù)載上不出現(xiàn)負(fù)電
壓,必須采取相應(yīng)措施。
圖5.1.8 接電感性負(fù)載時(shí)單相半波可控整流電路的電壓與電流波形
我們可以在電感性負(fù)載兩端并聯(lián)一個(gè)二極管D來解決上述出現(xiàn)的問題,如圖5.1.9。當(dāng)交流電壓u過零值變負(fù)后,二極管因承受正向電壓而導(dǎo)通,于是負(fù)載上由感應(yīng)電動勢eL產(chǎn)生的電流經(jīng)過這個(gè)二極管形成回路。因此這個(gè)二極管稱為續(xù)流二極管。
圖5.1.9電感性負(fù)載并聯(lián)續(xù)流二極管
這時(shí)負(fù)載兩端電壓近似為零,晶閘管因承受反向電壓而關(guān)斷。負(fù)載電阻上消耗的能量是電感元件釋放的能量。
單相半控橋式整流電路
單相半波可控整流電路雖然具有電路簡單、調(diào)整方便、使用元件少的優(yōu)點(diǎn),但卻有整流電壓脈動大、輸出整流電流小的缺點(diǎn)。較常用的是半控橋式整流電路,簡稱半控橋,其電路如圖5.1.20所示。電路與單相不可控橋式整流電路相似,只是其中兩個(gè)臂中的二極管被晶閘管所取代。
在變壓器副邊電壓u的正半周(a端為正)時(shí),T1和D2承受正向電壓。這時(shí)如對晶閘管T1引入觸發(fā)信號,則T1和D2導(dǎo)通,電流的通路為
a→T1→RL→D2→b
圖5.1.20 電阻性負(fù)載的單相半控橋式整流電路
這時(shí)T2和D1都因承受反向電壓而截止。同樣,在電壓u的負(fù)半周時(shí),T2和D1承受正向電壓。這時(shí),如對晶閘管T2引入觸發(fā)信號,則T2和D1導(dǎo)通,電流的通路為:
b→T2→RL→D1→a
圖5.1.21 電阻性負(fù)載時(shí)單相半控橋式整流電路的電壓與電流的波形
這時(shí)T1和D2處于截止?fàn)顟B(tài)。電壓與電流的波形如圖5.1.21所示。顯然,與單相半波整流[圖5.1.6(c)相比,橋式整流電路的輸出電壓的平均值要大一倍,即
(5.3)
輸出電流的平均值為[!--empirenews.page--]
(5.4)
例5.1有一純電阻負(fù)載,需要可調(diào)的直流電源:電壓U0=0~180V,電流I0=0~6A?,F(xiàn)采用單相半控橋式整流電路圖5.1.20,試求交流電壓的有效值,并選擇整流元件。
解 設(shè)晶閘管導(dǎo)通角θ為180o(控制角α=0)時(shí),U0=180V,I0=6A。
交流電壓有效值
實(shí)際上還要考慮電網(wǎng)電壓波動、管壓降以及導(dǎo)通角常常到不了180o(一般只有160 o~170 o左右)等因素,交流電壓要比上述計(jì)算而得到的值適當(dāng)加大10%左右,即大約為220V。因此,在本例中可以不用整流變壓器,直接接到220V的交流電源上。
晶閘管所承受的最高正向電壓UFM、最高反向電壓URM和二極管所承受的最高反向電壓都等于
流過晶閘管和二極管的平均電流是
為了保證晶閘管在出現(xiàn)瞬時(shí)過電壓時(shí)不致?lián)p壞,通常根據(jù)下式選取晶閘管的UFRM和URRM:
UFRM≥(2-3)UFM=(2-3)×310V=(620-930)V
URRM≥(2-3)URM=(2-3)×310V=(620-930)V
根據(jù)上面計(jì)算,晶閘管可先用KP5-7型,二極管可先用2CZ5/300型。因?yàn)槎O管的反向工作峰值電壓一般是取反向擊穿電壓的一半,已有較大余量,所以選300V已足夠。
晶閘管的保護(hù)
晶閘管雖然具有很多優(yōu)點(diǎn),但是,它們承受過電壓和過電流的能力很差,這是晶閘管的主要弱點(diǎn),因此,在各種晶閘管裝置中必須采取適當(dāng)?shù)谋Wo(hù)措施。
一、晶閘管的過電流保護(hù)
由于晶閘管的熱容量很小,一旦發(fā)生過電流時(shí),溫度就會急劇上升而可能把PN結(jié)燒壞,造成元件內(nèi)部短路或開路。
晶閘管發(fā)生過電流的原因主要有:負(fù)載端過載或短路;某個(gè)晶閘管被擊穿短路,造成其他元件的過電流;觸發(fā)電路工作不正常或受干擾,使晶閘管誤觸發(fā),引起過電流。晶閘管承受過電流能力很差,例如一個(gè)100A的晶閘管,它的過電流涌力如表5.1所列。這就是說,當(dāng)100A的晶閘管過電流為400A 時(shí),僅允許持續(xù)0.02s,否則將因過熱而損壞。由此可知,晶閘管允許在短時(shí)間內(nèi)承受一定的過電流,所以,過電流保護(hù)的作用就在于當(dāng)發(fā)生過電流時(shí),在通的時(shí)間內(nèi)將過電流切斷,以防止元件損壞。
晶閘管過電流保護(hù)措施有下列幾種:
(1)快速熔斷器
普通熔斷絲由于熔斷時(shí)間長,用來保護(hù)晶閘管很可能在晶閘管燒壞之后熔斷器還沒有熔斷,這樣就起不了保護(hù)作用。因此必須采用用于保護(hù)晶閘管的快速熔斷器??焖偃蹟嗥饔玫氖倾y質(zhì)熔絲,在同樣的過電流倍數(shù)之下,它可以在晶閘管損壞之前熔斷,這是晶閘管過電流保護(hù)的主要措施。
表6.3.1晶閘管的過載時(shí)間和過載倍數(shù)的關(guān)系
過載時(shí)間0.02s5s5 min
過載倍數(shù)421.25
圖5.1.22 快速熔斷器的接入方式
快速熔斷器的接入方式有三種,如圖5.1.22所示。其一是快速熔斷器接在輸出(負(fù)載)端,這種接法對輸出回路的過載或短路起保護(hù)作用,但對元件本身故障引起的過電流不起保護(hù)作用。其二是快速熔斷器與元件串聯(lián),可以對元件本身的故障進(jìn)行保護(hù)。以上兩種接法一般需要同時(shí)采用。第三種接法是快速熔斷器接在輸入端,這樣可以同時(shí)對輸出端短路和元件短路實(shí)現(xiàn)保護(hù),但是熔斷器熔斷之后,不能立即判斷是什么故障。
熔斷器的電流定額應(yīng)該盡量接近實(shí)際工作電流的有效值,而不是按所保護(hù)的元件的電流定額(平均值)選取。
(2)過電流繼電器
在輸出端(直流側(cè))裝直流過電流繼電器,或在輸入端(交流側(cè))經(jīng)電流互感器接入靈敏的過電流繼電器,都可在發(fā)生過電流故障時(shí)動作,使輸入端的開關(guān)跳閘。這種保護(hù)措施對過載是有效的,但是在發(fā)生短路故障時(shí),由于過電流繼電器的動作及自動開關(guān)的跳閘都需要一定時(shí)間,如果短路電流比較大,這種保護(hù)方法不很有效。
(3)過流截止保護(hù)
利用過電流的信號將晶閘管的觸發(fā)脈沖移后,使晶閘管的導(dǎo)通角減小或者停止觸發(fā)。
二、晶閘管的過電壓保護(hù)
晶閘管耐過電壓的能力極差,當(dāng)電路中電壓超過其反向擊穿電壓時(shí),即使時(shí)間極短,也容易損壞。如果正向電壓超過其轉(zhuǎn)折電壓,則晶閘管誤導(dǎo)通,這種誤導(dǎo)通次數(shù)頻繁時(shí),導(dǎo)通后通過的電流較大,也可能使元件損壞或使晶閘管的特性下降。因此必須采取措施消除晶閘管上可能出現(xiàn)的過電壓。[!--empirenews.page--]
引起過電壓的主要原因,是因?yàn)殡娐分幸话愣冀佑须姼性T谇袛嗷蚪油娐窌r(shí),從一個(gè)元件導(dǎo)通轉(zhuǎn)換到另一個(gè)元件導(dǎo)通時(shí),以及熔斷器熔斷時(shí),電路中的電壓往往都會超過正常值。有時(shí)雷擊也會引起過電壓。
晶閘管過電壓的保護(hù)措施有下列幾種:
(1)阻容保護(hù)
可以利用電容來吸收過電壓,其實(shí)質(zhì)就是將造成過電壓的能量變成電場能量儲存到電容器中,然后釋放到電阻中去消耗掉。這是過電壓保護(hù)的基本方法。
阻容吸收元件可以并聯(lián)在整流裝置的交流側(cè)(輸入端)、直流側(cè)(輸出端)或元件側(cè),如圖5.1.23所示。
5.1.23 阻容吸收元件與硒堆保護(hù)
(2)硒堆保護(hù)
硒堆(硒整流片)是一種非線性電阻元件,具有較陡的反向特性。當(dāng)硒堆上電壓超過某一數(shù)值后,它的電阻迅速減小,而且可以通過較大的電流,把過電壓能量消耗在非線性電阻上,而硒堆并不損壞。
硒堆可以單獨(dú)使用,如圖5.1.23,也可以和阻容元件并聯(lián)使用。
晶閘管的應(yīng)用實(shí)例
一、晶閘管調(diào)光、調(diào)溫電源
晶閘管調(diào)光和調(diào)溫裝置在工業(yè)、商業(yè)、影劇院以及家用電器中已得到廣泛的應(yīng)用?,F(xiàn)介紹一種既實(shí)用又便于制作的晶閘管調(diào)光、調(diào)溫電源,如圖5.1.24.所示。粗線為主電路,細(xì)線為觸發(fā)電路,由220V電網(wǎng)供電,負(fù)載電阻Rd可以是白熾燈、電熨斗、烘干電爐以及其它的電熱設(shè)備。晶閘管的額定電流選擇取決于負(fù)載的大小,家庭用的一般選用KP5-7為宜。熔斷器的熔體若選用普通錫鉛熔絲,其額定電流選2~3A較合適。
電路工作原理:在晶閘管VT1、TV2處于關(guān)斷狀態(tài)時(shí),電源電壓u2在正半周對電容C1充電,其充電速度取決于充電回路的時(shí)間常數(shù)τ=(R1+R)C1。當(dāng)C1充電到晶閘管VT1所需的觸發(fā)電
壓時(shí),VT1被觸通。VT1管導(dǎo)通到電源電壓u2正半波結(jié)束為止。由圖可見,調(diào)整R值,就能改變C1的充電速度,負(fù)載兩端電壓也即發(fā)生變化。晶閘管VT2的觸發(fā)電壓是由C2充電所儲蓄的電能來提供,但極性必須是上負(fù)下正。但在電源電壓u2正半周,VT1管尚示導(dǎo)通時(shí),C2充電方向是上正下負(fù),與觸發(fā)VT2管所需的方向相反。當(dāng)VT1導(dǎo)通時(shí),C2雖經(jīng)VT1、R3放電,但由于R3阻值較大,故一般情況下,當(dāng)電源電壓u2正半波結(jié)束,VT1管被關(guān)斷時(shí),C2仍有一定上正下負(fù)的電荷。這樣,在u2進(jìn)入負(fù)半周時(shí),電容C2必須先放電而后反向充電,當(dāng)C2反充電到VT2管所需的觸發(fā)電壓時(shí),VT2管才被觸通,從而使兩個(gè)晶閘管的導(dǎo)通角大致相同。假如VT1管導(dǎo)通角很大時(shí),C2不存在先放電后充電現(xiàn)象,而是在VT2管一開始承受正向電壓C2就充電,這樣,C2也很快地到VT2管所需的觸發(fā)電壓使VT2觸通,VT2的導(dǎo)通角同樣也很大。反之,R調(diào)大,VT1導(dǎo)通角變小,則C2在觸發(fā)VT2之前必須先放電,然后再反充電到VT2的觸發(fā)電壓,VT2管的導(dǎo)通角同樣也就變小??梢?,本電路只要調(diào)節(jié)R,就能同時(shí)改變VT1和VT2的導(dǎo)通角,從而調(diào)節(jié)燈光的強(qiáng)弱或溫度的高低。
FU 500V,2-3A(錫鉛) VT1,VT2 KP5-7 R 10Kω
R1 500Ω R2,R4 1kΩ R3 7.5kΩ
C1 C2 10μF 二極管 2CP12
圖5.1.24 調(diào)光、調(diào)溫電源
二、過電壓自動斷電保護(hù)電路
VT1 KP5-7 VT2 KP5-1 VD1-VD4 2CP40
圖5.1.25過電壓自斷電晶閘管保護(hù)電路
如圖5.1.25電路所示:TR是抽頭式自耦調(diào)壓器;Q1是電壓選擇開關(guān),將電網(wǎng)輸入電壓選擇在220V輸出(如果交流電網(wǎng)220V電壓比較穩(wěn)定,那么TR與Q1可以不用);TS是同步過電壓保護(hù)部分的變壓器;二極管VD1~VD4和晶閘管VT1組成主電路電子開關(guān)。當(dāng)VT1導(dǎo)通時(shí),電子開關(guān)接通,VT1關(guān)斷時(shí),電子開關(guān)關(guān)斷主電路無輸出。
當(dāng)輸入的電源電壓值正常時(shí),穩(wěn)壓管2CW7載止,VT2關(guān)斷,同步過壓變壓器TS的10V二次側(cè)繞組電壓經(jīng)VD5對200μF電容充電而獲得直流電壓,它作為VT1的觸發(fā)電壓,使VT1管被觸通。主電路電子開關(guān)接通,允許輸出。
VD6整流濾波所形成的直流取樣電壓的變化反映了交流電網(wǎng)電壓的變化。當(dāng)輸入的電網(wǎng)電壓過高時(shí),穩(wěn)壓管2CW7被擊穿,晶閘管VT2被觸通,由于VT2導(dǎo)通后兩端管壓降不到1V,不足以觸通晶閘管VT1,故主電路電子開關(guān)被關(guān)斷,自動地切斷電源,從而使電器得到保護(hù)。待電網(wǎng)電壓恢復(fù)正常后,要重新起動VT1,必須先按下常閉按鈕SB,VT2被關(guān)斷,當(dāng)按鈕SB復(fù)位時(shí),VT1被觸通,電子開關(guān)重新接通主電路,電路恢復(fù)正常供電。[!--empirenews.page--]
VT2被觸通電壓,一般調(diào)整在當(dāng)電網(wǎng)電壓升高到240V為宜??勺冸娮鑂是晶閘管VT2門極限流電阻,也可用固定電阻代替。