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可控硅稳压电路原理

来源:www.xrdq.net   时间:2023-07-18 19:58   点击:255  编辑:admin   手机版

一、可控硅稳压电路原理

一般情况下,低压直流稳压电源电流会随电阻的变化而变化。也就是:电压一定,电流随电阻的阻值发生规律性的变化。要想调节电流,一般就是把稳压电路设计成可调稳压电路。

有的时候,直流稳压电源输出不变,用电器阻值小,又不希望电阻流过很多电流,本人常用的方法有三种,

一是用可控硅调节电路,通过控制可控硅的导通角调节电路中电流大小,这种电路一般适合对电流要求不高的纯电阻电路;

二是用三极管调整电路,通过调节三极管基极电流来调整通过三极管ce集的电流。500mA以下小电流用C9013\C8050一类的管子即可,大电流可用3DD102c之类的管子,最大电流5A,也可用其他三极管,根据实际需要选择。

三就是用可调压集成电路,如LM2576-ADJ、LM317等等。实际上都是通过调整电压来调整电流的。

二、可控硅稳压电路图

二极管、三极管、可控硅是三种不同的元器件

二极管由一个PN结组成,具有单向导通特性;三极管由两个PN结组成,可以用于信号放大或者驱动负载;可控硅由三个PN结组成,可以用于驱动大功率的负载。

二极管

二极管由一个PN结组成,所以具有单向导通的特性。对PN结施加正向电压时,在外电场作用,PN结的平衡被打破,P区中的空穴和N区中的电子就会向PN结移动,空穴和电子中和后,PN结变窄,当施加的电压达到一定值时,PN相当于一个很小的电阻,就等于二极管导通了。

二极管的种类很多,常见的有整流二极管、稳压二极管、肖特基二极管、发光二极管等等。

整流二极管,常用于设计整流电路,桥式整流是最为常见的整流电路。

稳压二极管反向击穿后还有着稳压的特性,电压不会随着电流增加大幅变化,可以用于设计稳压电路和电压钳位电路

三极管

三极管分NPN和PNP两种类型,三极管由两个PN结组成,三极管是一种电流控制型的元器件,可以放大电流信号,也可以当作无触点开关。

NPN三极管:两块N型半导体夹住一块P型半导体组成

PNP三极管:两块P型半导体夹住一块N型半导体组成

N是负极(Negative)的意思,受电压刺激会产生电子;P是正极(Positive)的意思,受电压刺激会产生大量空穴,有利于导电。

三极管可以用于设计信号放大电路,比如把麦克风产生的微弱信号经过三极管放大后,可以驱动喇叭发出声音。

我们也常常用三极管设计负载驱动电路,比如驱动直流电机、LED、蜂鸣器等等。

可控硅

可控硅是功率比较大的器件,常用于驱动功率较大的负载。可控硅分单向可控硅和双向可控硅。可控硅由三个PN结组成,它的通断由G极控制,在G极施加一个脉冲信号,就会导通。非常适用于设计无触点开关电路。

双向可控硅可以双向导通,常常用于交流负载的控制,比如设计交流电机控制、发热管控制等。

控制双向可控硅导通,交流电的正、负半波都需施加脉冲触发信号。

二极管、三极管、可控硅长得不像

虽然二极管、三极管、可控硅都是由PN结组成,但它们的功能是完全不同的,样子也长得也不像。有些相同的封装,样子是一样的,比如TO-220封装的三极管和TO-220封装的可控硅,样子看起来是差不多的。

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三、可控硅控制电压

可控硅的触发电压一般为1~2V吧,具体的参数可以查手册。 

 可控硅,是可控硅整流元件的简称,是一种具有三个PN结的四层结构的大功率半导体器件,亦称为晶闸管。具有体积小、结构相对简单、功能强等特点,是比较常用的半导体器件之一。

四、可控硅稳压电源电路图

UPS电源系统由4部分组成:整流、储能、变换和开关控制。其系统的稳压功能通常是由整流器完成的,整流器件采用可控硅或高频开关整流器,本身具有可根据外电的变化控制输出幅度的功能,从而当外电发生变化时,输出幅度基本不变的整流电压。

五、可控硅稳压电路

摩托车上有一个非常重要的电器部件,它为整车用电设备提供稳定的工作电压,这就是整流稳压器,即我们俗称的“硅整流”。

整流就是将交流电压变为直流电压,稳压就是将发电机输出的不稳定电压稳定在规定范围内,实现这两个功能的器件我们就称之为整流稳压器。摩托车整流稳压器从产生到现在已经经历了几个阶段,但直到目前为止,大多数摩托车仍使用技术上存在缺陷的削波短路型整流稳压器。随着科技的发展,新技术和新元器件的出现,改进整流稳压器的性能有了可能,因此新一代的开关型整流稳压器已研制成功并面世,人们已开始认识并使用它,相信不久它就能全面替代削波短路型整流稳压器了。在未发明二极管前,摩托车只能采用复杂的激磁直流发电机,使用机械调压 , 就是用继电器调节激磁电流的大小,是一种简单的开关调压电路。二极管发明后,人们试着采用简单一点的激磁交流发电机,同时用机械调压,后来慢慢用电子调压替代了它。这就是现在汽车上用的调压方式。为什么早期摩托车要用结构复杂的激磁交流发电机而不用结构简单小巧、故障率极低的永磁交流发电机呢?因为永磁交流发电机的磁场与线圈是固定的,输出电压和频率随发动机转速变化而成正比变化,范围极宽,无法象激磁交流发电机一样用调整激磁电流大小的方法从内部调节输出电压的大小,只能发出电压后再予以稳压,以当时的技术条件无法实现。但后来因小功率永磁交流发电机结构简单,故障率少,还是被广泛用到了摩托车上。最早的永磁交流发电机用整流稳压器是不带稳压功能的,只有四个二极管,即全波整流,它全靠电瓶稳压(如 XF250 )。发电机发出的交流电经过二极管桥式整流直接给电瓶充电,充电电压就是发电机输出电压,随转速变化很大,电压跟电流都远远超过电瓶正常的充电电压和电流,由于电瓶特有的稳压性能,所以电压能够稳定在合适的范围,但这是以电瓶的寿命为代价的(一般一年就损坏了,而电瓶的设计寿命为三年)。发动机运转当中,如果电瓶突然断开,所有用电设备便会即刻烧毁,而且随着时间的推移,电瓶稳压性能逐渐失去,电压逐渐升高,很容易烧毁用电设备。因全波充电容易过充,就出现了半波充电,即只有一个二极管的整流器。因半波充电晚上电力不足,所以大灯只能由发电机交流直接供电,如早期的铃木 A100 、本田 CG125 等。半波充电也存在着问题:白天行驶时,电瓶仍然过充,于是就在照明线上接有泄流电阻,将电流通过电阻发热泄放掉,以免电瓶早期损坏(但也不能用密封电瓶,否则极易充坏);晚上,低速时大灯昏暗,而且灯光随着转速变化而变化,照明效果不理想,眼睁睁看着电能浪费,而灯光依然暗淡。随着科技的发展,出现了电子整流稳压器。这种整流稳压器采用并联方式稳压,也就是削波短路稳压。如 12V 车型,当输出电压高过 15V 时,可控硅导通,输入电流通过可控硅下地,输出电压不再升高,仍保持 15V ;当负载用电导致输出电压下降,低于 15V 时,可控硅截止,输入电流供给负载,如此反复,使电压保持 15V 。这种方式使永磁交流发电机的稳压有了长足的进步,也使摩托车性能有一个质的提高,不论是电瓶寿命,还是灯光亮度都得到了很好的控制,达到比较满意的效果。电子整流稳压器分为全波和半波稳压。全波整流稳压器同时对正负半波进行削波稳压,将输出的正半波和负半波都利用来给整车及电瓶供电,能量充足,故可使用像汽车一样的直流照明(如 FXD125 、 QJ125 、铃木王等)。半波整流稳压器对负半波进行削波达到稳压的目的,而将输出的正半波用来给电瓶充电,此稳压整流器供电能力较差,不能使用直流照明,只能使用灯光亮度随转速变化而变化的交流照明方式(如豪迈 125 、嘉陵 70 、 AX100 ),但电瓶耐用。我们顺便提一下,摩托车不管是交流供电还是直流供电,使用的发电机功率基本一样,只是接线方式和使用的整流器不同而已。如要将交流供电改为直流供电,只需换个整流器并改一下线路即可(小功率发电机除外)。很多车发电量大,使用改进后的开关稳压半波整流器,怠速灯光也很亮,就没有必要改直流了。这里还特别要谈一下全波整流稳压器上检测线的作用。大家知道,这根检测线是接到电门锁出线上,用来检测线路上的电压值的。当晚上开灯时,由于线路上有损耗,电瓶电压与线路电压有差别,线路电压低于 15V 时,整流稳压器自动提高稳压数值,使线路电压始终维持 15V 。从设计角度来看考虑很周全,但实际中许多电瓶因线路压降太大造成检测失误致使充电电压过高而损坏。这是很多修理人员所忽视的问题。

六、可控硅降压整流稳压电路

Tl 431既不是可控硅也不是三端稳压器,因为三端稳压器的输出电压是固定的,而tl 431它是一个可变输出电压的精密稳压器,它的输出电压可以通过接在参考端的下拉和上拉电阻的阻值进行改变,他是一个可调的精密输出稳压器,常常被应用在开关电源的输出端作为输出电压的取样放大器。

七、可控硅控制电压是什么原理

可控硅调压的原理是当外加反向电压时(vce=0)其正向导通,此时导通电阻很小;而正向偏置电压超过某一数值时(vce=vc),它的集电极与发射极之间的压差增大使电流剧增,称为该材料的击穿现象。利用这一原理制成的可控硅调压器可方便地实现自动控制、调节和远距离测量等功能。

八、可控硅稳压电源图纸怎么看

电器符号VC意思是”控制电路有电源的整流器“。

比如:交流电源的一电源端,有用”VC“、”GND“、”VE“标示,在功放双电源上,标示为”VCC“、”GND“、”VEE“。

扩展资料

整流器应用

整流器的主要应用是把交流电源转为直流电源。 由于所有的电子设备都需要使用直流,但电力公司的供电是交流,因此除非使用电池,否则所有电子设备的电源供应器内部都少不了整流器。

至于把直流电源的电压进行转换则复杂得多。 直流-直流转换的一种方法是首先将电源转换为交流(使用一种称为反用换流器的设备),然后使用变压器改变该交流电压,最后再整流回直流电源。

整流器还用在调幅(AM)无线电信号的检波。 信号在检波前可能会先经增幅(把信号的振幅放大),如果未经增幅,则必须使用非常低电压降的二极管。 使用整流器作解调时必须小心地搭配电容器和负载电阻。 电容太小则高频成分传出过多,太大则将抑制讯号。

整流装置也用于提供电焊时所需固定极性的电压。 这种电路的输出电流有时需要控制,此时会以可控硅(一种晶闸管)替换桥式整流中的二极管,并以相位控制触发的方式调整其电压输出。

晶闸管也用于各级铁路机车系统中,以实现牵引马达的微调。 可关断晶闸管(GTO)则可用于从直流电源产生交流,例如在 Eurostar 列车上使用此方式提供三相牵引马达所需的电源。

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九、可控硅稳压器电路图

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十、可控硅直流稳压电源

电源一般分为交流电源,直流电源。

这两种电源一般都会要求稳定的电压输出,这样才能保证电源的用电器正常工作。

一、稳压电源的分类

常用的稳压电源有:①铁磁谐振式交流稳压器。由饱和扼流圈与相应的电容器组成,具有恒压伏安特性。②磁放大器式交流稳压器。将磁放大器和自耦变压器串联而成,利用电子线路改变磁放大器的阻抗以稳定输出电压。③滑动式交流稳压器。通过改变变压器滑动接点位置稳定输出电压。④感应式交流稳压器。靠改变变压器次、初级电压的相位差,使输出交流电压稳定。⑤晶闸管交流稳压器。用晶闸管作功率调整元件。稳定度高、反应快且无噪声。但对通信设备和电子设备造成干扰。20世纪80年代以后,又出现3种新型交流稳压电源:补偿式交流稳压器。数控式和步进式交流稳压器。净化式交流稳压器。具有良好隔离作用,可消除来自电网的尖峰干扰。

1、交流电源

又称交流稳压器。随着电子技术的发展,特别是电子计算机技术应用到各工业、科研领域后,各种电子设备都要求稳定的交流电源供电,电网直接供电已不能满足需要,交流稳压电源的出现解决了这一问题。

常用的交流稳压电源有:

①铁磁谐振式交流稳压器。由饱和扼流圈与相应的电容器组成,具有恒压伏安特性。

②磁放大器式交流稳压器。将磁放大器和自耦变压器串联而成,利用电子线路改变磁放大器的阻抗以稳定输出电压。

③滑动式交流稳压器。通过改变变压器滑动接点位置稳定输出电压。

④感应式交流稳压器。靠改变变压器次、初级电压的相位差,使输出交流电压稳定。

⑤晶闸管交流稳压器。用晶闸管作功率调整元件。稳定度高、反应快且无噪声。但对通信设备和电子设备造成干扰。20世纪80年代以后,又出现3种新型交流稳压电源:补偿式交流稳压器。数控式和步进式交流稳压器。净化式交流稳压器。具有良好隔离作用,可消除来自电网的尖峰干扰。

⑥数控稳压电源:是通过观察区在设备输出端取样,对现时电压跟额定电压作出比较、核对,如比较为负值,则发送数据到中央处理器(CPU),由中央处理器作出电压加的命令。同时,检测区检测半导体是否已开、关。确认无误后,中央处理器做出电压加的命令控制半导体工作,从而达到额定电压的标准。如果正值,中央处理器则做出电压减的命令,整个过程全部数字化只需0.048秒时间。电路将瞬间反复变化的电压通过数字控制回路稳定来确保输出电压始终为额定电压。

采用数码式控制原理监控电压的变化,通过电子晶闸开关调整变压器的TAP来始终保持稳定的输出电压的数码式电源稳压器(DIGITAL TAPCHANGING METHOD)。

2、直流电源

又称直流稳压器。它的供电电压大都是交流电压,当交流供电电压的电压或输出负载电阻变化时,稳压器的直接输出电压都能保持稳定。稳压器的参数有电压稳定度、纹波系数和响应速度等。前者表示输入电压的变化对输出电压的影响。纹波系数表示在额定工作情况下,输出电压中交流分量的大小;后者表示输入电压或负载急剧变化时,电压回到正常值所需时间。直流稳压电源分连续导电式与开关式两类。前者由工频变压器把单相或三相交流电压变到适当值,然后经整流、滤波,获得不稳定的直流电源,再经稳压电路得到稳定电压(或电流)。这种电源线路简单、纹波小、相互干扰小,但体积大、耗材多,效率低(常低于40%~60%)。后者以改变调整元件(或开关)的通断时间比来调节输出电压,从而达到稳压。这类电源功耗小,效率可达85%左右,但缺点是纹波大、相互干扰大。所以,80年代以来发展迅速。从工作方式上可分为:

①可控整流型。用改变晶闸管的导通时间来调整输出电压。

②斩波型。输入是不稳定的直流电压,以改变开关电路的通断比得到单向脉动直流,再经滤波后得到稳定直流电压。

③变换器型。不稳定直流电压先经逆变器变换成高频交流电,再经变压、整流、滤波后,从所得新的直流输出电压取样,反馈控制逆变器工作频率,达到稳定输出直流电压的目的。

电器用途

交流稳压电源应用于计算机及其周边装置、医疗电子仪器、通讯广播设备、工业电子设备、自动生产线等现代高科技产品的稳压和保护。 直流稳压电源广泛应用于国防、科研、大专院校、实验室、工矿企业、电解、电镀、充电设备等的直流供电。

(1)可用于各种电子设备老化,如PCB板老化,家电老化,各类IT产品老化,CCFL老化,灯管老化。

(2)适用于需要自动定时通、断电,自动记周期数的电子元件的老化、测试。

(3)电解电容器脉冲老化。

(4)电阻器,继电器,马达等测试老化。

(5)整机老化;电子元器件性能测试,例行试验。

3、逆变电源

所谓逆变式稳压电源也叫变频电源, 一般变频电源采用处理器控制、高频PWM设计、IGBT或者其他原件推动.效率达85%以上。反应快速,对100%除载/加载,稳压反应时间在 2ms以内。本变频电源超载能力强,瞬间电流能承受额定电流的300%。波形纯正,频率高稳定,不产生干扰磁波(EMI、EMC)。变频电源不但是研发和实验室,计量室的最佳电源,也是EM/EMC/安规测试的标准电源。

一般变频电源具有负载适应性强、效率高,稳定度佳,输出波形品质好、操作简便、体积小、重量轻的特点。通常变频电源针对世界各地不同电源种类,使用者不仅可以模拟其电压和频率(47~63Hz)作测试应用;其中按国家军标特制的中频电源还可以支援400Hz频率的国防军事侦测、航空电子及航海、通讯等应用设备。

通常变频电源不管是纯阻性,容性,电感性或非线性负载均可长期正常使用。三相可单相使用。可带负载调节电压和频率。

二、关于电源的调流

    通常都是用来调整电源的阻抗来实现电源的调流的。

 

三、关于搭建电路

   不同的电源,需要不同的电路结构,搭建电路的时候,要根据电路结构选择合适的电路元器件,这要考虑电容元器件的耐压、容量;二极管元器件的耐压、额定电流;稳压二极管的稳压值、额定电流;三极管元器件的通频带、放大倍数、集电极和发射极之间的耐压;电阻元器件的功率等;各类集成块的参数,各类变压器的容量、频率等,以及各个元器件之间的电磁干扰,搭建成功之后还要进行各类测试。

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