电子制作中可控硅应用的误区

文章摘要： 可控硅用于控制电感负载，譬如电风扇、交流接触器、有变压器的供电设备等，则不同。因为这种移相式触发电路，可控硅在交流电半周持续期间导通，半周过零期间截止。当可控硅导通瞬间，加到电感负载两端电压为交流电的瞬时值， 有时可能是交流电的最大值。根据电感的特性，其两端电压不可能突变，高电压加到电感的瞬间产生反向自感电势， 反对外加电压。外加电压的上升曲线越陡，自感电势越高，有时甚至超过电源电压而击穿可控硅。因此，可控硅控制电感负载，首先其耐压要高于电源电压峰值1.5倍以上。此外，可控硅两电极间还要并联接入RC尖峰吸收电路。常用10— 30Ω/3W 以上电阻和0.1&mda

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    可控硅用于控制电感负载，譬如电风扇、交流接触器、有变压器的供电设备等，则不同。因为这种移相式触发电路，可控硅在交流电半周持续期间导通，半周过零期间截止。当可控硅导通瞬间，加到电感负载两端电压为交流电的瞬时值， 有时可能是交流电的最大值。根据电感的特性，其两端电压不可能突变，高电压加到电感的瞬间产生反向自感电势， 反对外加电压。外加电压的上升曲线越陡，自感电势越高，有时甚至超过电源电压而击穿可控硅。因此，可控硅控制电感负载，首先其耐压要高于电源电压峰值1.5倍以上。此外，可控硅两电极间还要并联接入RC尖峰吸收电路。常用10— 30Ω/3W 以上电阻和0.1—0.47uF/600V的无极性电容。
    交流调功电路中，可控硅是在交流电过零期间关断， 从理论上讲，关断时电流变化为零，无感应电压产生。加入RC尖峰抑制电路，是为了抑制可控硅导通时的自感电势尖峰。如不加入此电路，不但可控硅极易击穿，负载电路的电感线圈也会产生匝间、或电机绕组间击穿，这点是决不能忽视的。

三、该无级调压电路能用吗?
 
    图3是某电子杂志刊出的无级直流输出调压电路。原作者称，利用Rc移相网路控制SCR的导通角改变变压器初级的电流，从而获得两路连续可调的2x(0—17V) 的直流输出电压，负载电流为800mA 。很明显，推荐电路(图3)是普通移相式调功电路和降压变压器整流滤波电路的串联， 从基本原理分析，似乎无大的原则问题。变压器初级每半周电流有效值随可控硅导通角变化，次级输出电压的峰值、平均电流值都随之而变。当然，一定负载时输出整流电压也必然改变。本人看后，极感兴趣，依此原理制作了一台输出100±40V范围变化的维修代用直流电源，并依照图中虚线加入RC吸收回路。实验时，该电路一接入电源，距此10米远的电视机屏幕上即出现两条缓慢移动的黑带(从邻居的责问中得知)，同时，空载下不到十分钟，SCR即击穿。更不能容忍的是，降压变压器铁心发出拖拉机启动时的声音，室内电度表也发出同样的声音，而且，随着输出电压的调低，声音更大。
    SCR击穿后， 本人在市电输入电路加入RC低通滤波，改用1000V/5A双向可控硅，变压器的噪声和干扰脉冲幅射没什么大的变化，只是
SCR未击穿。为了不扰邻，以及快的速度将输出电压调到60V， 用电压表测量次级电压，尽管负载电流仅100mA，滤波电容为470uF/100V，但万用表的表针抖动呈虚线状，可见其纹波大到什么程度。
    冷静下来后，仔细分析其原因，得出以下结论：经过移相调功之后，变压器初级电压已不是正弦波，而是锯齿波沿陡峭的前沿形成冲击磁场，使变压器、电度表等铁芯电感发出相当大的噪声。近似垂直上升的突变电压，在变压器初级大电感两端产生极高的反电势，因此击穿可控硅，时间稍长，甚至还要击穿变压器初级层间绝缘和电度表的电压线圈。当调低输出电压时，t1减小，t2增大，这种占空比极小的锯齿形电压，(见图中波形)。
    一般的滤波电路是无能为力的， 除非将负载电流减到极小，或滤波电路采用LC滤波。无论如何，占空比极小的电源还是不能适应的，其电压平均值将随负载大幅度变化。电压调得越低，其纹波滤除越困难，这是很明显的。实验中发现，若在小范围内调整，如变压器初级电压在180～220V之间变化， 上述噪声明显减小，次级纹波也降低， 但又有何价值呢?若读者感兴趣，不妨一试!

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