十二篇可控硅交流调压电路解析

可控硅调压分析范文可控硅调压是一种广泛应用于电力系统中的电子组件，主要用于实现对电流和电压的精确控制，从而为电力系统的运行提供稳定可靠的电源。

在本文中，我们将从可控硅调压的基本原理、调压过程的分析以及应用场景等方面详细进行探讨，并对其发展趋势进行展望。

首先，我们来介绍一下可控硅调压的基本原理。

可控硅是一种电流控制型的二极管，具有单向导电性，其导通和断路状态可以通过外加信号控制。

在可控硅调压中，通过调节可控硅的触发角来控制导通时间，从而实现对电流和电压的调节。

当可控硅导通时，电流将从阳极流向阴极，从而形成负载电流；当可控硅关断时，电流无法流过，负载电流为零。

通过改变导通周期，即改变可控硅的触发角，可以改变负载电流的大小，从而实现对电压的调节。

在可控硅调压过程中，触发角是非常关键的参数。

当触发角为0时，可控硅将全程导通，电压将无法被调节；当触发角为180度时，可控硅将全程关断，电压同样无法被调节。

因此，在实际应用中，我们需要根据实际需求来确定合适的触发角，从而实现精确的电压调节。

同时，根据不同的负载特性，可控硅调压还可以分为阻性负载调压和电感负载调压两种方式。

在阻性负载调压中，负载电流与电压成比例关系；而在电感负载调压中，负载电流与电压呈非线性关系，需要通过阶段性导通来实现电压调节。

可控硅调压在电力系统中有着广泛的应用场景。

首先，它常常被用于直流电路的调压控制。

在直流电网中，由于负载的变化和输电距离的影响，电压波动较大。

可控硅调压可以根据实际需求，及时对电压进行调节，保证电力系统的正常运行。

其次，可控硅调压还被广泛应用于交流电压调节。

在电力系统的变电站中，交流电压常常需要进行频率变化，以适应不同的负载需求。

可控硅调压可以通过改变触发角来实现对交流电压的调节，从而满足不同需求。

此外，在电力稳定器和电力变压器等设备中，可控硅调压也起着重要的作用。

随着电力系统的不断发展，可控硅调压技术也在不断完善。

目前，可控硅调压系统的研究主要集中在以下几个方面。

可控硅交流调压电路
 下面电路是可控硅交流调压电路，220V市电经过变压器B变换为三组
12V交流电压，其中一组（U3）作为电路的工作电源及锯齿波形成的信号电源，另外两组（U2、U4）分别作为可控硅SCRl和SCR2的同步电源。

三极
管VTl、VT2和电阻R1～R4、电容C1等网络形成的锯齿波电压，经运放
IC1与给定信号比较后。

输出方波信号，再经光电耦合器V1、V2驱动
VT3、VT4，配合U2、U4同步电压对相应可控硅SCRl或SCR2实施触发，以控制负载RL的电压。

调节RP改变给定电压，运放IC1的输出方波宽度将随之改变，继而改变可控硅的导通角。

当RP动臂下调时，运放IC1的反相
输入端电位降低，输出端输出方渡的时间提前，宽度加宽，经V1、V2隔离
耦合，使VT3、VT4导通时间提前，可控硅SC Rl、SCR2导通角增大，负载RL上得到的电压增加。

当RP动臂上调时。

运放IC1的反向输入端电位升高，输出端输出方波的时间推后。

宽度变小，VT3、VT4导通时间随之后移，可
控硅SCRl、SCR2导通角减小；负载RL上得到的电压减小，从而达到调压
目的。

 工作过程：在交流电正半周时（A端为正、N端为负），同步电压U2同
名端为正，异名端为负，经D4整流、R9限流后为VT3提供同步电压，触发可控硅SCRt导通。

在交流电负半周时（A端为负、N端为正），同步电压U4的异名端为正，同名端为负，经D5整流，R10限流后为VT4提供同步电压，触发SCR2导通。

晶闸管调压电路2.3.1单相调压电路工作电路如图2.6（a）所示，R-L负载是交流调压器最一般化的负载。

显然，两只晶闸管门极的起始控制点应分别定在电源电压每个半周的起始点，α的最大范围是0<α<π。

正、负半周有相同的α角。

图2.6阻感负载单相交流调压电路[4]在一个晶闸管导电时，它的管压降成为另一晶闸管的反向电压而截止。

于是在一个晶闸管导电时，电路工作情况和单相半波整流时相同，负载电流i o 的表达式即为下述微分方程式之解。

t U Ri dtdi Lo oωsin 21=+ （2.12） 解该方程得：φωαφαφωtg t o e t ZU i ----=)sin()[sin(21（2.13）θαωα+≤≤t式中, 2122])([L R Z ω+=；RLtg ωφ1-=；θ为晶闸管导通角。

另一晶闸管导电时,情况完全相同，只是o i 相位差180度。

与单相半波整流不同的是,现在有两个晶闸管，分别在电源的正、负半周工作，所以每个晶闸管的导通角θ不可能大于180度，而单相半波整流时，视不同的φ，θ可大于180度。

负载电流波形图2.6（a ）所示。

导通角θ可由边界条件求得。

当θαω+=t 时，o i =0，将此条件代入式（2.13），得φθφαφθαtg e--=-+)sin()sin( （2.14）以φ为参变量，θ与α间的关系为单相半波阻感负载时的普 遍关系。

现在，针对交流调压器，应附加o 180≤θ的条件，于是 得以φ为参变量的θ与α的关系，如图3.2所示。

图2.7中各曲线上o 180=θ的点都对应于φα=，换句话说，把φα=代入式（2.14）求得的每个晶闸管的导通角应为o 180=θ。

如将φα=代入式（2.13），得出o i 的表达式只有稳态分量，即)sin(21φω-=t ZU i o （2.15） φπωφ+≤≤t另一半周的工作情况也完全相同，负载电流成为完全的正弦波，负载电路这时获得最大功率，相当于晶闸管此时已被短接。

可控硅控制电路图解及制作13例可控硅是可控硅整流器的简称。

可控硅有单向、双向、可关断和光控几种类型。

它具有体积小、重量轻、效率高、寿命长、控制方便等优点，被广泛用于可控整流、调压、逆变以及无触点开关等各种自动控制和大功率的电能转换的场合。

单向可控硅是一种可控整流电子元件，能在外部控制信号作用下由关断变为导通，但一旦导通，外部信号就无法使其关断，只能靠去除负载或降低其两端电压使其关断。

单向可控硅是由三个PN结PNPN 组成的四层三端半导体器件与具有一个PN结的二极管相比，单向可控硅正向导通受控制极电流控制;与具有两个PN结的三极管相比，差别在于可控硅对控制极电流没有放大作用。

可控硅导通条件：一是可控硅阳极与阴极间必须加正向电压，二是控制极也要加正向电压。

以上两个条件必须同时具备，可控硅才会处于导通状态。

另外，可控硅一旦导通后，即使降低控制极电压或去掉控制极电压，可控硅仍然导通。

可控硅关断条件：降低或去掉加在可控硅阳极至阴极之间的正向电压，使阳极电流小于最小维持电流以下。

简易单向可控硅12V触摸开关电路触摸一下金属片开，SCR1导通，负载得电工作。

触摸一下金属片关，SCR2导通，继电器J得电工作，K断开，负载失电，SCR2关断后，电容对继电器J放电，维持继电器吸合约4秒钟，故电路动作较为准确。

如果将负载换为继电器，即可控制大电流工作的负载。

可控硅是一种新型的半导体器件，它具有体积小、重量轻、效率高、寿命长、动作快以及使用方便等优点，活动导入以可控硅实际应用案例的展示，以激发学生的活动兴趣。

可控硅控制电路的制作13例1：可调电压插座电路如图，可用于调温(电烙铁)、调光(灯)、调速(电机)，使用时只要把用电器的插头插入插座即可，十分方便。

V1为双向二极管2CTS，V2为3CTSI双向可控硅，调节RP可使插座上的电压发生变化。

2：简易混合调光器根据电学原理可知，电容器接入正弦交流电路中，电压与电流的最大值在相位上相差90°。

三相交流调压电路(单向可控硅反并联)一、三相交流调压电路（单向可控硅反并联）1、主电路电气原理图K1G5负载负载G3G1CTG2G6G4K4VTK4K3CT电源K6输入K6VT600VACK5CTK2K2VTN/N'N/N'CCCCCBCBV2CACA2、反馈信号说明A. 当负载以稳定交流电流为目时应采用交流电流反馈，从而组成交流电流闭环调节系统，此时的交流电流反馈器件多采用交流电流互感器CT来完成，CT二次额定输出电流要求满足2.0V< 2?R1?10.0V（R1：电流-电压转换电阻，位于触发器左部居中，此时需要焊上）B. 当负载以稳定交流电压为目时应采用交流电压反馈，从而组成交流电压闭环调节系统，此时的交流电压反馈器件多采用交流电压互感器VT来完成，VT二次额定输出电压要求满足：5.0 < V2 ?10.0V（R1：电流-电压转换电阻，位于触发器左部居中，此时不要焊上）C. 当系统采用开环控制时，可以不装设反馈器件，此时应在积分器电容C11 两端并联一支20K的普通电阻。

当给定信号从最小值到最大值变化而主电路输出并不从最小值到最大值跟随变化，此时应把给定信号设定为最小值，调节触发器上的电位器W0使主电路输出也刚好为最小值即可（若此时给定信号最大值与主电路输出最大值跟随性还相差较大时可适当调节电阻R12的阻值即能满足要求）。

D. 当反馈信号为直流信号时，为了消除主电路最小值输出的死区，应把触发器中的二极管D4、D9（位于触发器左部偏上，有明显的丝网加重标记）用短接线进行短接，短接后接线端子“CC”与“GND”为等电位。

3、触发器接线原理图R=3MMK1N/N'K1NAL1G1G1AL2故障信号输出G4G4CACAK4K4MAX:5MACBCB反馈信号输入K3K3CCCCG3G3KCFH03+5V+5V+5V电源输出G6138MMG6UG给定信号UGK6K6GND公共地GNDK59VK5G5180V-240VAC9VGNDG5G29V9VG2K2K2231MM4、调节及保护电路说明C11为闭环调节积分器电容；W1为反馈比例调节电位器；W2为保护整定调节电位器，当UF > 2V时，经过几秒钟延时后保护电路动作，封锁脉冲，同时对外发出故障信号（保护电路只对反馈信号所代表的电气参数起保护作用；保护电路动作后须断电复位）。

可控硅交流调压器电路2010-07-03 19:14可控硅是一种新型的半导体器件，它具有体积小、重量轻、效率高、寿命长、动作快以及使用方便等优点，目前交流调压器多采用可控硅调压器。

这里介绍一台电路简单、装置容易、控制方便的可控硅交流调压器，这可用作家用电器的调压装置，进行照明灯调光，电风扇调速、电熨斗调温等控制。

这台调压器的输出功率达100W，一般家用电器都能使用。

1：电路原理：电路图如下可控硅交流调压器由可控整流电路和触发电路两部分组成，其电路原里图如下：从图中可知，二极管D1—D4组成桥式整流电路，双基极二极管T1构成张弛振荡器作为可控硅的同步触发电路。

当调压器接上市电后，220V交流电通过负载电阻RL经二极管D1—D4整流，在可控硅SCR的A、K两端形成一个脉动直流电压，该电压由电阻R1降压后作为触发电路的直流电源。

在交流电的正半周时，整流电压通过R4、W1对电容C充电。

当充电电压Uc达到T1管的峰值电压Up时，T1管由截止变为导通，于是电容C通过T1管的e、b1结和R2迅速放电，结果在R2上获得一个尖脉冲。

这个脉冲作为控制信号送到可控硅SCR的控制极，使可控硅导通。

可控硅导通后的管压降很低，一般小于1V，所以张弛振荡器停止工作。

当交流电通过零点时，可控硅自关断。

当交流电在负半周时，电容C又从新充电……如此周而复始，便可调整负载RL上的功率了。

2：元器件选择调压器的调节电位器选用阻值为470KΩ的WH114-1型合成碳膜电位器，这种电位器可以直接焊在电路板上，电阻除R1要用功率为1W的金属膜电阻外，其佘的都用功率为1/8W的碳膜电阻。

D1—D4选用反向击穿电压大于300V、最大整流电流大于0.3A的硅整流二极管,如2CZ21B、2CZ83E、2DP3B等。

SCR选用正向与反向电压大于300V、额定平均电流大于1A的可控硅整流器件，如国产3CT系例。

可控硅应用集锦2010-07-03 19:13本文介绍的这种延时照明灯非常简单，安装也十分方便，将它直接连接于普通开关的两端即可。

可控硅调压电路原理
可控硅调压电路原理是一种常见的电子调节电压的方法。

它通过可控硅器件（又称二极管可控整流器）控制电流的导通时间来调节输出电压的大小。

可控硅器件是一种具有三个电极的半导体元件，包括主电极、控制电极和门极。

当在主电极与控制电极之间加上一定的正向电压，使得主电极与控制电极之间的结反向偏置矩形区域变窄，从而使得可控硅器件产生导通状态。

而若在主电极与控制电极间施加一定的反向电压，或是通过门极施加一个周期性的触发信号，可控硅器件将被迫断开导通状态。

可控硅调压电路主要由可控硅器件、控制电路和功率元件组成。

在控制电路中，通过对可控硅器件主、控制电极之间的脉冲信号的调节，控制器件导通时的时间和导通周期的比例。

在功率元件中，通过将可控硅器件与负载（如电阻、电感或电容）相连，使得输出电压与负载的关系得到控制。

可控硅调压电路的工作原理是将输入电源的交流电转换为直流电。

当输入电压施加到可控硅调压电路时，可控硅器件会在每个正弦周期的起始瞬间导通，从而导致电流在主电极和控制电极之间流通。

然后，可控硅器件会在每个正弦周期的结束瞬间断开导通。

因此，通过控制可控硅器件的导通时间和导通周期的比例，可以调节输出电压的大小。

总的来说，可控硅调压电路通过控制可控硅器件导通时间的长
短，实现对输出电压的调节。

这种电路具有简单、稳定、可靠的特点，在许多电子设备中广泛应用。

干货分享一种三相可控硅交流调压电路设计
一、硅交流调压电路的基本概念
硅交流调压电路是一种用于调节交流电压的特殊结构的电路。

它由三相半桥结构电路、变压器、可控硅和控制电路组成，可利用控制电路改变可控硅的漏电阻而实现变压器输出电压的控制和调节。

由于硅交流调压电路采用了变压器调压，能够将网络电压提高或降低，从而将网络电压转换为所需的电压。

二、硅交流调压电路原理
硅交流调压电路采用三相半桥结构电路，变压器、可控硅和控制电路组成。

其中可控硅为一种具有静态可控特性的晶体管，能够对电路中的电压提供动态调节，从而使得调压电路具有极高的调节精度。

此外，由于可控硅的动态调节特性，可控硅的漏电阻可以改变，从而调节变压器的输出电压。

控制电路是调节可控硅漏电阻的关键，控制电路可以根据电路中的电压来控制可控硅的漏电阻。

当电路中的电压高于设定的电压时，控制电路会按照设定的调节算法来改变可控硅的漏电阻，从而降低变压器的输出电压。

当电路中的电压低于设定的电压时，控制电路则会增加可控硅的漏电阻，使得变压器的输出电压升高。

三、硅交流调压电路结构。

可控硅调压电路
电路分析
单相可控硅调压电路主电路分别由二极管V5~V6晶闸管V8、V9构成单相半控桥式整流电路，其输出的直流可调电压作为灯泡IN的电源，改变V8、V9控制极脉冲电压的相位，改变V8、V9控制角的大小便可改变输出直流电压的大小，进而改变灯泡的亮度，控制电路由单结晶体管触发电路构成，其作用是为V8、V9的控制极提供触发脉冲电压，调节RP的大小可以改变触发脉冲的相位。

电路图
安装与调试
安装步骤：
安装过程中各项要求，同以前的要求相同。

调试步骤：
安装完毕的电路经检查确认无误后，接通电源进行
调试，先调控制电路，然后在调试主电路。

控制电路的调试步骤是：在控制电路接上电源后，
先用示波器观察稳压管两端的电压波形，应为梯形
波，再观察电容两端的电压波形，应为锯齿波，最
后调节电位器RP。

锯齿波的频率有均匀的变化。

主电路的调试步骤
用调压器经主电路加一个低压电器（40~50）V，
用示波器观察晶闸管阴阳极之间的电压波形，波形
上有一部分是一条平线，它是晶闸管的导通部分，
调节电位器RP波形中平线的长度跟随变化表示晶
闸管导通角可调，电路工作正常。

故障分析
1 电源接通后熔断器立即熔断。

2 直流电压为零。

3 晶闸管V8、V9不导通。

注意事项
1 仔细检查主电路与控制电路接线是否正确。

2 控制电路不可以用调压变压器作为电源，而主电
路在调试时可以用调压变压器的低压调试。

3 安装时要注意安全操作。

4要注意用电安全。

可控硅调压调温本例介绍的温度控制器，具有SB260取材⽅便、性能可靠等特点，可⽤于种⼦催芽、⾷⽤菌培养、幼畜饲养及禽蛋卵化等⽅⾯的温度控制，也可⽤于控制电热毯、⼩功率电暖器等家⽤电器。

1．电路图温度控制器电路如图7.116所⽰。

2．⼯作原理220V交流电压经Cl降压、VD，和VD。

整流、C2滤波及VS稳压后，⼀路作为IC(TL431型三端稳压集成电路)的输⼊直流电压；另⼀路经RT、R3和RP分压后，为IC提供控制电压。

在被测温度低于RP的设定温度时，NTC502型负温度系数热敏电阻器Rr的电阻值较⼤，IC的控制电压⾼于其开启电压，IC导通，使LED点亮，VS受触发⽽导通，电热器EH通电开始加热。

随着温度的不断上升，Rr的电阻值逐渐减⼩，同时IC的控制电压也随之下降。

当被测温度⾼于设定温度时，IC截⽌，使LED熄灭，VS关断，EH断电⽽停⽌加热。

随后温度⼜开始缓慢下降，当被测温度低于设定温度时，IC⼜导通，EH⼜开始通电加热。

如此循环不⽌，将被测温度控制在设定的范围内。

简单实⽤的⼤功率可控硅触发电路图⼀般书刊介绍的⼤功率可控硅触发电路都⽐较复杂，⽽且有些元件难以购买。

笔者仅花⼏元钱制作的触发电路已成功触发100A以上的可控硅模块，⽤于⼯业淬⽕炉上调节380V电压，⼜装⼀套⽤于⼤功率⿎风机作⽆级调速⽤，效果⾮常好。

本电路也可⽤作调节220V交流供电的⽤电器。

电路见图。

将两只单向可控硅SCRl、SCR2反向并联．再将控制板与本触发电路连接，就组成了⼀个简单实⽤的⼤功率⽆级调速电路。

这个电路的独特之处在于可控硅控制极不需外加电源，只要将负载与本电路串联后接通电源，两个控制极与各⾃的阴极之间便有5V~8V脉动直流电压产⽣，调节电位器R2即可改变两只可控硅的导通⾓，增⼤R2的阻值到⼀定程度,便可使两个主可控硅阻断，因此R2还可起开关的作⽤。

该电路的另⼀个特点是两只主可控硅交替导通，⼀个的正向压降就是另⼀个的反向压降，因此不存在反向击穿问题。