如何使用三端双向可控硅开关和相位控制电路来控制流经交流负载的电流?现在主要通过改变负载电压的RMS 值来控制平均负载功率。这可以通过使用反向并联 SCR 或使用单个三端双向可控硅开关元件来实现。

　　使用三端双向可控硅开关的交流负载控制是低至中高功率交流负载最常见的晶闸管控制方法。负载功率通过控制负载电压的有效值来控制，而有效值又由双向可控硅的触发角控制。这反过来又控制了双向可控硅的导通时间。

　　当触发角α为零时，导通角θ为180°，负载电压最大，等于电源电压。随着触发角增大，导通角减小，负载电压减小。当α等于180°时，θ为零，负载电压为零。

　　最常与三端双向可控硅用来控制交流负载的触发电路是两端交流开关元件在示出触发电路图1。

　　图 1.交流负载的双向可控硅控制。

　　通过改变电位计 RV 1上的设置来控制触发角。随着该值的增加，电容器充电到双向交流开关的导通电压所需的时间将增加。这将延迟触发角，从而减少导通时间。这反过来又导致负载电压降低。

　　通过上述电路布置，可以将负载从全导通控制到几乎为零。然而，当负载电压再次增加时，会注意到“快速启动”效应。这是由电容器上的残余电荷引起的。卡扣很明显，因为电流会突然从零增加到某个中间值。

　　可以通过以下两种方法之一减少卡扣效应：

　　· 使用非对称双向二极管 (ST4)

　　·在触发电路中引入第二个时间延迟，如图2所示。

　　图 2.交流负载的双向可控硅控制，降低了卡扣效应。

　　在两个电路(图 1 和图 2)中，触发电路都不适合超低电压电源。这是因为二极管的导通电压相对较高，通常在 28 到 36 V 的范围内。

　　例如，如果一个双向可控硅的导通电压为 30 V 并且在连接到 32 V 电源的电路中运行，则在进入周期 41°之前不可能触发双向可控硅。因此控制范围非常有限。相比之下，如果电源为240V，则最小触发角为5°。

　　这个问题可以通过使用 UJT 或 PUT 触发电路来克服。使用这两个电路，触发角几乎可以控制在 0°到 180°之间。代表性的 UJT 电路如图 3所示。

　　图 3.双向可控硅负载控制——UJT 触发

　　UJT触发电路应注意的要点是：

　　· 触发电路的连接方式是在触发三端双向可控硅开关时关闭。因此，每个半周期中将只有一个触发脉冲。

　　· 只有一种极性的触发脉冲可用。

　　· 脉冲变压器的连接方式使得双向可控硅在模式2和3中被触发，最大限度地提高触发灵敏度。

　　在输出电压和输出电压波形方面，两种电路的唯一区别在于，UJT 触发电路在使用超低电压电源时将提供更广泛的控制。当使用超低电压电源工作时，使用双向可控硅触发电路是不正常的做法。

　　输出电压

　　负载电压可以根据电路特性来确定。负载电压的实际计算比较复杂，本文不再赘述。电路特性如图4所示。

　　图 4.交流控制器电路特性

　　要获得特定触发角度的负载电压，请从水平轴以适当的触发角度向上投影，直到与曲线相交。然后水平投影到垂直轴以获得负载与电源电压的比率。该比率乘以电源电压得出负载电压。

　　例子

　　TRIAC 用于控制电源电压为 240 V 的交流负载中的功率。使用电路特性确定触发角设置为 (a) 20° (b) 60° (c) 时的负载电压120°。

　　从电路特性来看，VL/VAC比等于：

　　(a) 当 α = 20°(电路特性 = 0.98)时：

　　VL=0.98*240 = 235.2V

　　(b) 当 α = 60°(电路特性 = 0.88)时：

　　VL=0.88*240 = 211.2V

　　(c) 当 α = 120°(电路特性 = 0.44)时：

　　VL=0.44*240 = 105.6V

　　波形

　　图 5 和图 6分别显示了由双向可控硅触发控制阻性 AC 负载的触发角为 45°(双向可控硅触发)和 90°(UJT 触发)产生的波形。

　　图 5.双向可控硅交流负载控制器——双向可控硅触发(触发角 45°)。

　　图 6.双向可控硅交流负载控制器——UJT 触发(触发角 90°)

　　双向可控硅控制器用于控制低至中高功率负载。一些例子是：

　　· 灯照明

　　· 风扇调速(吊扇)

　　· 电机调速(仅限小电机)

　　· 烹饪和加热器具中的加热元件。

　　对于更高的电流要求，可用的双向可控硅可能无法承载所需的负载电流。在这种情况下，使用以反向并联配置连接的两个SCR。