晶闸管的常见触发信号是什么(晶闸管的触发方式)

使用温控器控制电炉温度时,温控器的输出有过零触发、移相触发、开关量输出和电流输出等形式供大家选择。只有确理解可控硅的过零触发和移相触发的含义、特点及触发电路,才能正确选择温控器输出方式及构建温度控制系统。

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可控硅(Silicon Controlled RecTIfier) 简称SCR,是一种大功率电器元件,也称晶闸管。它具有体积小、效率高、寿命长等优点。在自动控制系统中,可作为大功率驱动器件,实现用小功率控件控制大功率设备。它在交直流电机调速系统、调功系统及随动系统中得到了广泛的应用。

晶闸管作为交流元器件的一种,有双向和单相可控硅,由于双向可控硅双向性,因此在正负电源均可以导通,因此经常被用于交流调节负载电路当中,双向可控硅一般的控制方式过零触发以及移相触发两种。

1、什么是晶闸管过零触发?

过零触发是指当加入触发信号,晶闸管在交流负载电压为零或接近为零时,晶闸管才导通;当断开触发信号,晶闸管要等到交流负载电压为零或接近为零时,晶闸管才断开。

如图1所示,过零触发就是在刚刚过箭头处触发,触发信号起始点之后的几乎整个半波是全导通的,如图中阴影所示。过零触发是在给定时间间隔内,改变晶闸管导通的周波数来实现电压或功率的控制。

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图1 过零触发波形示意图

当过零触发的通断比太小时会出现低频干扰,通常只适用于热惯性较大的电热负载。过零触发是改变晶闸管导通的周波数,输出波形仍然是正弦波。

交流电因为有正负半周,在正半周到负半周或者由负半周到正半周过程时候都要经过零点,在一定的时间内改变导通周波数来改变可控硅的输出平均功率,实现调节负载功率效果,周波数是指交流电完成一次完整的变化,即一个正弦波形所经历的时间叫一个周波。

这种类似于PWM信号调节电机输出,在一定时间内导通次数越多平均输出功率也就越大。如下图是周波过零触发所有信号输出情况,25%输出以及75%输出波形

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2、什么是晶闸管移相触发?

如果是在其他时间触发,如图2则为移相触发。此次触发的电源有效范围是从触发起到下次零点前的那一部分,即图中A处半波的阴影范围。

移相触发是通过控制晶闸管的导通角来控制晶闸管的导通量,从而改变负载上所加的功率。其控制波动小,使输出电流、电压能平滑升降。

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图2 移相触发波形示意图

移相触发的输出波形被斩了一截,所以负载得到的是一种有缺角的正弦波;因此,移相触发会引起电源波形畸变和高频电磁干扰。

移相触发就是改变每周波导通的起始点位置或结束位置,从而调节其输出功率或电压,实际上是通过控制可控硅的导通角大小来控制可控硅的导通量。

例如下图是100%功率输出以及50%功率输出波形,50%输出电压波形是个有缺陷的正弦波

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3、过零触发与移相触发区别

1)两种均能实现功率、电压等输出负载无级化调节;

2)过零触发原理是改变可控硅导通的周波数,输出波形仍然是正弦波,而移相触发是控制可控硅的导通角来控制可控硅的导通量,输出波形被斩了一截;

3)过零触发特点是易出现低频干扰,由于工作是断续的,因此很容易出现闪烁现象,不适用于像电动机等这类电流连续的场合;而移相触发则波动很小、输出电流、电压相对平滑,,但是也存在一个问题,那就是由于电压发生畸变,容易产生电磁波干扰,在EMI方面有时候不容易过。

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