簡(jiǎn)易晶閘管調(diào)壓電路與觸發(fā)元件

1、簡(jiǎn)易晶閘管調(diào)壓電路與觸發(fā)元件 對(duì)晶閘管的開通控制，一般采用觸發(fā)方式。這種控制方式因晶閘管的結(jié)構(gòu)工藝所決定，使其開通只需提供一個(gè)“瞬態(tài)信號(hào)”就可以了，內(nèi)部電路的強(qiáng)烈正反饋?zhàn)饔?，能將開通狀態(tài)“維護(hù)住”，施加“常態(tài)控制信號(hào)”是不必要的，甚至產(chǎn)生有害作用，如增加無(wú)謂的功率消耗，縮短使用壽命等。1、“晶閘管效應(yīng)”電路與晶閘管觸發(fā)電路的比較在某些場(chǎng)合，用晶體三體管或運(yùn)算放大器，組成具有晶閘管效應(yīng)的電子電路，電路具有信號(hào)保持、信號(hào)記憶功能。下圖a電路，晶體三極和Q1、Q2接成具有強(qiáng)烈正反饋?zhàn)饔玫木чl管效應(yīng)電路。電路在靜態(tài)狀態(tài)時(shí)，R2左端為0V低電平，Q1無(wú)偏壓處于截止?fàn)顟B(tài)，Q2無(wú)偏流通路，也處于截止?fàn)顟B(tài)；當(dāng)

2、Q1基極輸入高電平信號(hào)時(shí)，Q1、Q2因正反饋?zhàn)饔蔑柡蛯?dǎo)通，此時(shí)R2左端高電平信號(hào)消失，重新變?yōu)?V，但Q1、Q2的飽和狀態(tài)得以保持，繼電器KA1在電路輸入信號(hào)消失后，能一直處于吸合狀態(tài)。圖1 “晶閘管效應(yīng)”電路與晶閘管觸發(fā)控制電路上圖b電路，是用帶有正反饋環(huán)路的運(yùn)算放大器組成的晶閘管效應(yīng)電路。電路的靜態(tài)輸入信號(hào)為低電平，放大器反相端的電壓高于同相端，輸出為地電平。當(dāng)高電平信號(hào)（峰值高于反相端分壓值）經(jīng)D1輸入后，放大器輸出端變?yōu)楦唠娖剑琑5、D2正反饋回路，將輸出高電平電壓引入同相端，此時(shí)輸入信號(hào)消失，輸入二極管反偏截止，放大器因正反饋?zhàn)饔?，維持高電平輸出。上圖c電路，是采用小功率單向晶閘管2

3、P4M的故障信號(hào)記憶電路。2P4M的通態(tài)維持電流值僅為3mA，開通后，回路產(chǎn)生流經(jīng)發(fā)光二極管的HL1的5mA電流，故受高電平觸發(fā)信號(hào)開通后，能維持開通狀態(tài)。R4為觸發(fā)電流限流電阻，觸發(fā)電壓的峰值為12V高電平。觸發(fā)信號(hào)到來(lái)時(shí)，產(chǎn)生+12VR4晶閘管的G極晶閘管的陰極電源地的約2mA的正向觸發(fā)電流，晶閘管受觸發(fā)而開通。單向晶閘管的開通控制，相對(duì)簡(jiǎn)單。注意：?jiǎn)蜗蚓чl管的觸發(fā)信號(hào)必須是正向電壓（電流）信號(hào)，即相對(duì)于陰極，控制極為正的信號(hào)；若施加反向電壓（電流）信號(hào)，晶閘管不但不能開通，而且有可能損壞單向晶閘管！上圖a、b、c電路，電路形式不一，但工作原理相同，由此可以加深理解晶閘管器件的控制特性。圖

4、1電路，工作于穩(wěn)定直流供電下，電路一旦被觸發(fā)，能維持“電路通態(tài)”不變。運(yùn)算放大器工作或晶閘管開通后，要使其停止工作的方法有兩個(gè)：1）關(guān)斷電源，使晶閘管的工作電流小于維持電流值，晶閘管自行關(guān)斷；2）在Q1的基極、運(yùn)算放大器的同相輸入端、晶閘管的控制極與電源地之間，或晶閘管的陽(yáng)極和陰極之間，加裝復(fù)位按鈕，破壞Q1的正反饋條件、運(yùn)算放大器的正反饋條件，使晶閘管的陽(yáng)極、陰極之間的電壓值為零，不能產(chǎn)生維持電流，都能使電路恢復(fù)到（原始）靜止?fàn)顟B(tài)。2、用單向晶閘管組成的起/?？刂齐娐防镁чl管被觸發(fā)后的開通保持功能，可以做成起/控制電路，電路中晶閘管器件起到對(duì)直流供電電源開、關(guān)的作用。下圖2由晶閘管器件和常

5、閉、常開按鈕構(gòu)成的對(duì)負(fù)載電路的直流供電，進(jìn)行開、關(guān)控制的電路，同機(jī)電控制電路中的起、?？刂齐娐肥窒嘟谶@里用晶閘管器件的開通保持功能，起到了電路“自鎖”作用。電路工作原理簡(jiǎn)述：上電后，停止按鈕（常閉）將電源+12V引入到晶閘管SCR的陽(yáng)極，未按下啟動(dòng)按鈕（常開）前，SCR得不到觸發(fā)電流，處于關(guān)斷狀態(tài)，負(fù)載電路得不到電源供電；當(dāng)按下啟動(dòng)按鈕時(shí)，SCR得到觸發(fā)電流信號(hào)，受觸發(fā)而開通。此時(shí)松開啟動(dòng)按鈕后，雖觸發(fā)電流回路斷開，但因晶閘管開通保持特性，一直處于開通中，負(fù)載電路得到供電電源。圖2 用單向晶閘管構(gòu)成的起/?？刂齐娐穲D中左側(cè)和右側(cè)電路的啟動(dòng)控制是一樣的，只是停止控制電路有所差異。左側(cè)電路的

6、停止按鍵串接于控制電路中，當(dāng)按下停止按鈕時(shí)，控制回路斷路電流為零，晶閘管關(guān)斷，負(fù)載電路失去供電；右側(cè)電路的停止按鈕并接于晶閘管的陽(yáng)極和陰極之間，當(dāng)按下停止按鈕時(shí)，停止按鈕將晶閘管短接，使其正向電壓為0V，晶閘管的流通電流為零，同樣能使晶閘管關(guān)斷。使其流通電流為零，或使其正向電壓低于維持電流流通所需的最低電壓差，都能使晶閘管關(guān)斷。當(dāng)晶閘管用于交流電路中，因交流電壓有自然電壓過(guò)零點(diǎn)，使晶閘管的正向電壓瞬間為零，晶閘管能自行關(guān)斷，不須人為控制。3、單向晶閘管調(diào)壓的主電路形式和觸發(fā)脈沖的基本特點(diǎn)1）單相晶閘管交、直流調(diào)壓電路的主電路形式：圖3單相交、直流電電路晶閘管的組成方式交流調(diào)壓與直流調(diào)壓的區(qū)別僅

7、在于晶閘管連接的方式不同，對(duì)每路單向閘管來(lái)說(shuō)，都是一路半波可控整流電路。從絕對(duì)意義上講，晶閘管調(diào)壓電路，不存在交、直流調(diào)壓的區(qū)別，都為半波可控整流（調(diào)壓）電路，因?yàn)榘氩煽卣麟娐返慕M合方式不同，故形成了形形色色的交、直流調(diào)壓電路。上圖a電路為基本電路，其它電路都是在此基礎(chǔ)上的組合。a電路只取用電網(wǎng)中的半波調(diào)壓后供負(fù)載電路，為半波直流調(diào)壓電路；b電路是將兩只單向晶閘管反并聯(lián)，各自形成電網(wǎng)正、負(fù)半波的通路，在負(fù)載RL上得到交流調(diào)壓輸出；c電路用1只雙向晶閘管，可代替兩只反并聯(lián)單向晶閘管，完成交流調(diào)壓的功能；d電路為“全波”（正、負(fù)半波均由可控整流輸出，但波形為缺口波）直流調(diào)壓電路，是半控橋電路方

8、式（半控橋有多種連接方式）之一，由2只二極管和2只單向晶閘管組成；e電路為全控橋直流調(diào)壓電路，用4只單向晶閘管組成；f電路利用一個(gè)橋式整流電路與單向晶閘管配合，完成交流調(diào)壓的功能，由四只二極管構(gòu)成的橋式整流電路，先將電網(wǎng)的正、負(fù)半波，整流（調(diào)向）為單向（正向）電壓，再由單向晶閘管SCR的單向可控整流作用，使加在負(fù)載RL兩端的交流電壓產(chǎn)生變化，完成了交流調(diào)壓的任務(wù)。F電路與b、c電路完成的作用是一樣的，1只單向晶閘管與整流電路的結(jié)合，使單向可控整流電路變?yōu)榱私涣髡{(diào)壓電路，是將單向晶閘管當(dāng)作雙向晶閘管來(lái)用。2）交、直流調(diào)壓電路中，觸發(fā)脈沖的特點(diǎn)：晶閘管器件主要用于對(duì)交流電源進(jìn)行交、直流調(diào)壓后輸出，

9、用于直流穩(wěn)定電源電路的，只是個(gè)例。其電源取自50Hz工頻電網(wǎng)，對(duì)工頻電網(wǎng)的固定單相220V或三相380V電源電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)與控制，變?yōu)樨?fù)載電路所需的任意交、直流電壓或功率值，是晶閘管所要完成的最基本和最主要的任務(wù)。因?yàn)檩斎腚娫词前凑也ㄒ?guī)律變化的交變電壓，其電壓幅度變化是漸變的，而且有電壓自然過(guò)零點(diǎn)。對(duì)單向晶閘管而言，承受正向電壓是開通的一個(gè)必要條件，從本質(zhì)上講，晶閘管仍為整流（有單向?qū)щ娞匦裕┰?，雙向晶閘管可看作兩個(gè)單向晶閘管的反并聯(lián)。所以無(wú)論單相或是三相的交、直流調(diào)壓電路，其原理仍然是基于半波可控整流調(diào)壓電路的，任何晶閘管復(fù)雜電路結(jié)構(gòu)也可以化簡(jiǎn)為圖3中的a電路進(jìn)行分析。那么交、直流調(diào)壓電路

10、，需要什么性質(zhì)的觸發(fā)脈沖呢？通過(guò)下圖4的幾個(gè)電壓波形進(jìn)行說(shuō)明。圖4交、直流調(diào)電壓電路中對(duì)觸發(fā)時(shí)刻的控制示意圖電源電壓：將工頻（頻率為50Hz，周期為20ms，正、負(fù)半波各10ms）電網(wǎng)的一個(gè)周期的電壓波形取出來(lái)，每半波分成t0t4的5個(gè)時(shí)間刻度，其中a0、a1、b0為電網(wǎng)電壓過(guò)零點(diǎn)，b0、b1為下一周期的過(guò)零點(diǎn)。全波整流：整流電路的作用是將電網(wǎng)正、負(fù)半波“調(diào)向”為單一方向的電壓波形，圖中為正向電壓波形，整流后的單向電壓波形仍具有與電網(wǎng)電壓相對(duì)應(yīng)的電壓過(guò)零點(diǎn)，和對(duì)應(yīng)的t0t4的5個(gè)時(shí)間刻度。交流調(diào)壓/直流調(diào)壓：將電網(wǎng)電壓過(guò)零點(diǎn)t0時(shí)刻作為觸發(fā)脈沖參考基準(zhǔn)，只有在每個(gè)半波期間，在同一個(gè)固定時(shí)刻如t

11、2時(shí)刻，向晶閘管發(fā)出觸發(fā)脈沖，輸出電壓波形才合乎要求，正、負(fù)半波才對(duì)稱。若給出觸發(fā)脈沖的時(shí)刻時(shí)是隨機(jī)的，不一致的，兩個(gè)相鄰觸發(fā)脈沖，若前一個(gè)脈沖在t1時(shí)刻出現(xiàn)，第二個(gè)脈沖在t3時(shí)刻出現(xiàn)，作為交流調(diào)壓電路，因正、負(fù)半波不對(duì)稱，輸出交流電壓出現(xiàn)了直流分量，輸出的不再是交流電壓，交流調(diào)壓失??；作為直流調(diào)壓電路，輸出電壓幅度忽高忽低，不為所需要的固定值，直流調(diào)壓失敗。保障觸發(fā)脈沖在任一半波期間出現(xiàn)的時(shí)刻相同，使晶閘管以電網(wǎng)電壓過(guò)零點(diǎn)為時(shí)間基準(zhǔn)，總是在半波期間的同一固定時(shí)刻導(dǎo)通，這是對(duì)交、直流調(diào)壓電路中，對(duì)觸發(fā)脈沖的一個(gè)最基本要求，也是觸發(fā)脈沖的一個(gè)最基本的特點(diǎn)！控制電路，只要在電網(wǎng)半波期間，能按調(diào)壓設(shè)

12、置要求，使電路發(fā)送脈沖的時(shí)刻發(fā)生變化，并保證總是在半波期間的固定時(shí)刻，發(fā)送觸發(fā)脈沖，就算完成了控制任務(wù)。這樣一來(lái)，控制晶閘管在電網(wǎng)過(guò)零后的某一時(shí)刻導(dǎo)通，使晶閘管滯后于電壓過(guò)零點(diǎn)后導(dǎo)通，將電網(wǎng)的完整正弦波變?yōu)殡娋W(wǎng)電壓過(guò)零點(diǎn)后其“面積大小”可變的“缺口波”，使晶閘管開通時(shí)刻滯后于電網(wǎng)電壓過(guò)零后的控制方法，稱為移相觸發(fā)控制方式。電網(wǎng)電壓過(guò)零點(diǎn)，為基準(zhǔn)零相位，晶閘管的導(dǎo)通時(shí)刻產(chǎn)生后移，稱為移相，移相角度的大小，決定著晶閘管輸出電壓的高低。晶閘管調(diào)壓電路，絕大部分采用移相觸發(fā)方式。部分電路采用過(guò)零觸發(fā)方式，下文有專章介紹。4、交、直流調(diào)壓電路的控制原理分析 1）簡(jiǎn)易交、直流調(diào)壓電路圖5簡(jiǎn)易交、直調(diào)調(diào)壓電

13、路 上圖a電路組成半波直流可控調(diào)壓電路，只有當(dāng)供電L端為正、N端為-時(shí)，形成單向晶閘管SCR的正向電壓（電流）通路，產(chǎn)生流經(jīng)負(fù)載RL的工作電流。供電L端為負(fù)、N端為正時(shí)，SCR處于反向關(guān)斷狀態(tài)，因而在RL上只得到半波直流供電。TB1、D1、C1、V1等元件構(gòu)成簡(jiǎn)易的移相觸發(fā)電路，以生成移相觸沖。電源變壓器TB1，又兼有同步變壓器功能，在二次的15V繞組取出電網(wǎng)步信號(hào)（二次繞組的15V電壓信號(hào)，雖幅度較小，但變化規(guī)律與電網(wǎng)電壓相同，電壓過(guò)零點(diǎn)也與電網(wǎng)一致），RP1、C1組成積分電路，調(diào)整RP1可調(diào)整電路積分時(shí)間，晶體三極管V1用于驅(qū)動(dòng)單向晶閘管SCR。電路的移相控制過(guò)程如下：當(dāng)電源L端電壓為正（

14、電網(wǎng)處于正半波）時(shí)，TB1同步變壓器的15V繞組的同名端電壓極性為正，D正偏導(dǎo)通，整流電壓經(jīng)電位器RP1向電容C1充電，C1正極產(chǎn)生以一定斜率上升的充電電壓。假定R1、V1的發(fā)射結(jié)、R2、SCR的控制極、陰極的串聯(lián)電路（觸發(fā)回路）的電壓降為3V，當(dāng)C上充電電壓達(dá)到3V時(shí)，V1滿足正向?qū)l件而導(dǎo)通，產(chǎn)生由V1的集電極、發(fā)射極、R2流向SCR柵陰結(jié)的觸發(fā)電流，SCR被觸發(fā)開通。SCR觸發(fā)電流的通路形成以后，C1上所充電荷經(jīng)觸發(fā)電路泄放，因?yàn)橛|發(fā)回路的時(shí)間常數(shù)較小，C1上的電壓很快下降到一定的電壓值，V1因正向偏壓不足而截止。觸發(fā)電流為零。SCR經(jīng)觸發(fā)開通后，即在承受正向電壓期間一直維持開通，直到

15、電網(wǎng)過(guò)零點(diǎn)到來(lái)，SCR失去開通條件而自行關(guān)斷。在電網(wǎng)負(fù)半波期間，SCR承受反向電壓，處于截止?fàn)顟B(tài)，同時(shí)TB1的二次繞組的同名端電壓為負(fù)，二極管D1反偏截止，直到電網(wǎng)電壓由負(fù)半波進(jìn)入電壓過(guò)零點(diǎn)，電網(wǎng)電壓又為正半波時(shí)，D1重新導(dǎo)通，C1在電壓零點(diǎn)后重新被充電，在充電電壓達(dá)到3V時(shí)，觸發(fā)電流回路重新形成，晶閘管SCR再度被觸發(fā)導(dǎo)通。當(dāng)RP1、C1的值固定時(shí)，其充、放電時(shí)間常數(shù)也是固定的，C1總是在電網(wǎng)過(guò)零后正半波開始段進(jìn)行充電，則每個(gè)正半波期間，觸發(fā)電流出現(xiàn)的時(shí)刻是相同的，觸發(fā)脈沖以電網(wǎng)電壓過(guò)零點(diǎn)為基準(zhǔn)，總是將觸發(fā)脈沖移相同樣的角度后送出，這一觸發(fā)脈沖為電壓過(guò)零點(diǎn)所約束的控制方式，稱為觸發(fā)脈沖的同步

16、方式，即觸發(fā)脈沖為電網(wǎng)過(guò)零點(diǎn)所同步。調(diào)整RP1的電阻值，使C1的充電速率變快或變慢，即改變電網(wǎng)正半波期間使C1正極電壓達(dá)到3V的時(shí)刻，即可使觸發(fā)脈沖以電壓過(guò)零點(diǎn)為基準(zhǔn)，產(chǎn)生相應(yīng)的右移角度。當(dāng)RP1阻值減小，C1充電加快，觸發(fā)脈沖出現(xiàn)的時(shí)刻接近電網(wǎng)過(guò)零點(diǎn)，晶閘管的觸發(fā)脈沖出現(xiàn)的時(shí)刻提前，晶閘管的導(dǎo)通角變大，輸出電壓升高。反之，當(dāng)RP1阻值加大，C1電壓達(dá)到3V的時(shí)間加長(zhǎng)，脈沖觸沖的出現(xiàn)時(shí)刻相對(duì)于電壓過(guò)零點(diǎn)，右移角度變大，晶閘管的導(dǎo)通角變小，輸出電壓變低。若RP1、C1積分時(shí)間周期過(guò)大，在電網(wǎng)正半波過(guò)后，C1上的電壓仍未達(dá)到3V，則晶閘管在整個(gè)電網(wǎng)周期內(nèi)處于關(guān)斷狀態(tài)，輸出電壓為0。電路各點(diǎn)工作波形

17、見圖6。圖6 圖2-16a電路移相觸發(fā)電路的工作波形示意圖可見，圖5的a電路，能使晶閘管達(dá)到最大控制角，使其在承受正向電壓期間，為關(guān)斷狀態(tài)，輸出電壓為0。但因RP1、C1的積分延遲作用，晶閘管不可能在電網(wǎng)電壓過(guò)零后即行導(dǎo)通，因而達(dá)不到最大的導(dǎo)通角，即在交流調(diào)壓時(shí)的輸出電壓總會(huì)稍偏低于電源電壓，在半波可控整流輸出時(shí)，稍低于電源電壓的0.45倍。電路由同步變壓器獲得正弦波同步電壓，再由積分電路形成與電網(wǎng)過(guò)零點(diǎn)同步的三角波（或鋸齒波電壓），當(dāng)三角波（或鋸齒波）電壓達(dá)到某一閥值（如3V）時(shí)，在該閥值出現(xiàn)的時(shí)刻，形成移相脈沖，送入觸發(fā)電路，驅(qū)動(dòng)晶閘管開通。電路包含了同步信號(hào)、三角波（鋸齒波形成）、移相觸

18、發(fā)脈沖生成三個(gè)環(huán)節(jié)，從這里可看到一個(gè)移相觸發(fā)電路的基本“雛形”。圖5的b電路，觸發(fā)控制電路的原理與a電路基本相同，也是RP1、C1積分電路，當(dāng)C1上的充電電壓達(dá)到單向晶閘管的觸發(fā)電壓值（如2V）以上時(shí)，晶閘管開通。電網(wǎng)電壓經(jīng)D1D4橋式整流器整流，得到正向的對(duì)應(yīng)電壓正、負(fù)半波的100Hz脈動(dòng)直流，做為同步電路的同步信號(hào)，調(diào)整RP1的阻值，單向晶閘管在每個(gè)半波期間被觸發(fā)導(dǎo)通一次，經(jīng)過(guò)整流電路換向，對(duì)電網(wǎng)正、負(fù)半波都實(shí)施了移相調(diào)壓，從而完成了交流調(diào)壓任務(wù)，使負(fù)載RL兩端的交流電壓值，隨RP1的調(diào)整位置，發(fā)生變化。注意：電路中C1電容的耐壓值選為50V，有的調(diào)壓電路中該處電容的耐壓值僅為16V。22

19、0V交流經(jīng)橋式整流后的直流電壓約為200V，此處C1會(huì)不會(huì)因耐壓偏低而導(dǎo)致?lián)p壞呢？正常情況下，這個(gè)擔(dān)心是多余的，除非當(dāng)SCR有斷路性損壞時(shí)，C1才有可能承受高電壓沖擊。當(dāng)電路正常時(shí)，C1上充電達(dá)到2V（SCR的觸發(fā)電壓VGT值）時(shí)，SCR即開通，SCR的開通，使整流橋的整流電壓被“短路”為1V左右（SCR的通態(tài)壓降值），此時(shí)觸發(fā)回路不再承受電壓，觸發(fā)電壓信號(hào)也隨即消失。可見，D1D4橋式整流電路并不是工作于通常的不允許輸出端短路的狀態(tài)下，而恰恰是由SCR的開通，實(shí)施對(duì)整流電壓的“短路”，而使回路的電壓降降于負(fù)載RL上。因RL的作用，SCR的開通，并沒(méi)有造成電源或負(fù)載真正的短路。上述圖5的a、b

20、電路，因晶體三極管V1的導(dǎo)通電壓和SCR的觸發(fā)電壓值不是一個(gè)確定點(diǎn)，如V1的發(fā)射結(jié)電壓值，由微導(dǎo)通、導(dǎo)通到飽和導(dǎo)通，有0.4V0.7V的范圍，V1處于由放大狀態(tài)到飽合狀態(tài)的不確定區(qū)域，V1微導(dǎo)通時(shí)，輸出集電極電流不足驅(qū)動(dòng)SCR使其導(dǎo)通，實(shí)際觸發(fā)脈沖的波形，不像圖6中的觸發(fā)脈沖那么“陡峭”，出現(xiàn)較大的斜率。觸發(fā)電路提供“無(wú)效觸發(fā)電流的時(shí)間較長(zhǎng)”，觸發(fā)可靠性變差，電路本身產(chǎn)生不必要的功耗。觸發(fā)電路能具有開關(guān)電路的特性最好使觸發(fā)脈沖具有開關(guān)信號(hào)的性質(zhì)，觸發(fā)脈沖的高電平，高于SCR的VGT值，使其可靠開通，SCR開通后，觸發(fā)信號(hào)又能從最大值快速衰減為零值，這樣，觸發(fā)變得可靠，觸發(fā)功耗相應(yīng)降低。以下晶閘

21、管調(diào)壓電路，采用了有開關(guān)特性的觸發(fā)器件，提高了觸發(fā)的可靠性。2）調(diào)光臺(tái)燈的調(diào)壓電路圖7 調(diào)光（交流調(diào)壓）臺(tái)燈電路三個(gè)調(diào)光臺(tái)燈電路，對(duì)晶閘管的觸發(fā)控制方式，都為移相觸發(fā)，將電網(wǎng)正弦波經(jīng)R、C積分電路轉(zhuǎn)化為鋸齒波，當(dāng)按一定斜率上升的鋸齒波電壓達(dá)到某一閥值時(shí)，電路輸出觸發(fā)脈沖，晶閘管導(dǎo)通。調(diào)整R、C電路中R的阻值變化，改變了C上電壓形成的斜率，即改變了觸發(fā)電壓閥值產(chǎn)生的時(shí)刻，導(dǎo)致晶閘管的導(dǎo)通角（或控制角）發(fā)生變化，達(dá)到調(diào)整輸出電壓，改變臺(tái)燈亮度的目的。a、b電路中，分別采用了雙向觸發(fā)二極管VT1和氖泡元件，利用其電壓擊穿特性，發(fā)送觸發(fā)脈沖。觸發(fā)脈沖的“陡峭度”高，觸發(fā)“干脆利落”。c電路采有由雙基極

22、單結(jié)晶體管構(gòu)成的張馳振蕩器，生成移相脈沖，去觸發(fā)晶閘管。雙向觸發(fā)二極管與雙基極單結(jié)晶體管的結(jié)構(gòu)比較特殊，多見于早期的移相觸發(fā)電路，用氖泡作為觸發(fā)元件，則屬于一種巧用了。弄明白這三種器件的電氣特性，就明白調(diào)光臺(tái)燈電路的工作原理了。3）用于晶閘管觸發(fā)電路的特殊器件a、雙向觸發(fā)二極管：雙向觸發(fā)二極管，也稱為二端交流器件，與雙向晶閘管同時(shí)問(wèn)世，因結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉，常用來(lái)觸發(fā)雙向晶閘管，構(gòu)成過(guò)壓保護(hù)電路、定時(shí)器等。雙向觸發(fā)二極管的結(jié)構(gòu)、符號(hào)及等效電路見圖8，它屬于三層構(gòu)造、具有對(duì)稱性的二端半導(dǎo)體器件，可等效為基極開路、發(fā)射結(jié)與集電結(jié)相對(duì)稱的NPN晶體三極管，正、反向伏安特性完全對(duì)稱。當(dāng)器件兩端電壓小于

23、正向轉(zhuǎn)折電壓VBO時(shí)，呈高阻態(tài)。當(dāng)兩端電壓大于VBO時(shí)，進(jìn)入（擊穿）負(fù)阻區(qū)；同樣，當(dāng)兩端電壓大于反向轉(zhuǎn)折電壓VBR時(shí)，管子也能進(jìn)入負(fù)阻區(qū)。VBO和VBR的對(duì)稱性較好。圖8 單向觸發(fā)二極管的結(jié)構(gòu)與等效電路、伏安特性圖雙向觸發(fā)二極管的正反向（VBO、VBR）電壓值大致分為三個(gè)等級(jí)，20V60V；100V150V，200V250V。在觸發(fā)電路中的應(yīng)用，一般選用VBO和VBR為28V的雙向觸發(fā)二極管。普通穩(wěn)壓二極管只有反向（單向）電壓擊穿（穩(wěn)壓）能力，而雙向觸發(fā)二極管具有雙向電壓擊穿（穩(wěn)壓）能力，用于交流電路中，可對(duì)交流的正、負(fù)半波進(jìn)行穩(wěn)壓限幅，所以稱為二端交流器件。圖7的a電路中，VT1即為雙向擊穿

24、電壓值為28V的雙向觸發(fā)二極管。當(dāng)電路中雙向晶閘管的T2極為正、T1極為負(fù)時(shí)，C1正向充電電壓值達(dá)到28V時(shí)，VT1擊穿導(dǎo)通，輸送觸發(fā)脈沖，使SCR在正半波期間開通；當(dāng)雙向晶閘管T1端為正、T2端為負(fù)時(shí)，C1上反向充電電壓也達(dá)到28V時(shí)，VT1反向擊穿，再次送出觸發(fā)脈沖，使SCR在負(fù)半波相對(duì)應(yīng)（正半波）時(shí)刻開通，完成了交流調(diào)壓任務(wù)。圖9 具有雙向觸發(fā)二極管效應(yīng)的代用電路當(dāng)電路中雙向觸發(fā)二極管損壞后，如果手頭無(wú)代用元件，可用兩只反向擊穿電壓為28V的穩(wěn)壓管反向串聯(lián)，取代雙向觸發(fā)二極管，完成一樣的功能；如果手頭穩(wěn)壓管也沒(méi)有，找兩只同型號(hào)的三極管（其發(fā)射結(jié)反向擊穿電壓值一致），集電極空置，兩個(gè)基極短

25、接，兩只發(fā)射極做為輸入、輸出端，雖然VT1、VT2發(fā)射結(jié)的反射擊穿電壓值低于28V，如為6V或10V，但作為雙向觸發(fā)二極管應(yīng)用元件，還是可以的，而且擴(kuò)大了電壓調(diào)節(jié)范圍?？梢婋娐沸问讲煌?，但都能完成同樣的控制功能。雙向觸發(fā)二極管用萬(wàn)用表的電阻擋測(cè)量，正、反向電阻均為無(wú)窮大（因表內(nèi)電池電壓不足以使其擊穿），能測(cè)出一定電阻值，說(shuō)明器件已經(jīng)損壞?？梢杂锰峁└唠妷?，如DC100V（或交流100V）串限流電阻的方法，測(cè)其兩端的正反向電壓值，來(lái)確定元件的好壞。b、氖泡：氖泡也為兩端交流元件，有兩個(gè)引出電極，密封玻璃體內(nèi)裝有惰性氣體。主要有起輝電壓和起輝電流兩個(gè)工作參數(shù)。當(dāng)氖泡兩端電路上升至起輝電壓值時(shí)，內(nèi)部

26、兩電極放電，擊穿惰性氣體而發(fā)光，產(chǎn)生起輝電流。常用于驗(yàn)電筆、熒光指示燈、尖峰電壓吸收、穩(wěn)壓電路等。用于移相觸發(fā)電路時(shí)，應(yīng)選用起輝電壓值低（使調(diào)壓范圍大），和起輝電流值稍大的器件。如果把起輝電壓看作為擊穿電壓，則其性能和雙向觸發(fā)二極管，就很相似了。氖泡的檢測(cè)方法，也與雙向觸發(fā)二極管相同，用于移相觸發(fā)電路的氖泡損壞后，可用雙向觸發(fā)二極管代換。c、雙基極單結(jié)晶體管（以下簡(jiǎn)稱單結(jié)晶體管）：圖10 單結(jié)晶體管的電路符號(hào)、等效電路及器件結(jié)構(gòu)圖單結(jié)晶體管（UJT）又稱為雙基極二極管，或雙基極單結(jié)晶體管，它是只有一個(gè)PN結(jié)和兩個(gè)電阻接觸電極的半導(dǎo)體器件，兩基極B1與B2之間的電阻稱為基極電阻。第一基極與發(fā)射極

27、之間的電阻Rb1，其阻值隨發(fā)射結(jié)電流而變化，可認(rèn)為是一個(gè)可變電阻；第二基極與發(fā)射極之間的電阻Rb2，與發(fā)射結(jié)電流大小無(wú)關(guān)，可認(rèn)為是一個(gè)固定電阻。若在B2、B1端子加上UBB正向電壓，則A點(diǎn)電壓值UA為RB2、RB1對(duì)UBB的分壓值，UA=RB1/（RB1+BR2）UBB=UBB。式中稱為分壓比，一般在0.30.85之間。如果施加發(fā)射極電壓UE，可得出單結(jié)晶體管的伏安特性曲線圖。第一階段：當(dāng)UE值小于UBB時(shí)，發(fā)射結(jié)反向偏置，管子截止；第二階段：當(dāng)UE值大于UBB時(shí)約0.6V時(shí)，此值稱為峰點(diǎn)電壓UP，發(fā)射結(jié)正偏導(dǎo)通，IE顯著增加，RB1值迅速減小，UE隨之下降，這種電壓隨電流增加反而下降的特性，

28、稱為負(fù)阻特性。管子由截止區(qū)進(jìn)入負(fù)阻區(qū)的臨界P稱為峰點(diǎn)，與其對(duì)應(yīng)的電壓和電流稱為峰點(diǎn)電路UP和峰點(diǎn)電流IP。 圖11 單結(jié)晶體的試驗(yàn)電路和伏安曲線圖第三階段：隨著發(fā)射極電流的不斷上升，導(dǎo)致RB1的電阻值不斷減小，使UA急劇下降，當(dāng)UA降至某一電壓值時(shí)，不再下降，此時(shí)所對(duì)應(yīng)的電壓和電流值，稱為谷點(diǎn)電壓UV和谷點(diǎn)電流IV；第四階段：UA電壓進(jìn)入谷點(diǎn)電壓值以后，管子達(dá)到飽和狀態(tài)，此時(shí)若UE繼續(xù)增加，但I(xiàn)E上升緩慢或不再上升。如果此時(shí)UE低于UV+0.6V，不能滿足PN結(jié)的正向?qū)l件，管子重新進(jìn)入截止。單結(jié)晶體管的峰點(diǎn)電壓值與供電電壓值相關(guān)，電壓高時(shí)峰點(diǎn)電壓值也升高。其谷點(diǎn)電壓值一般為25V。不同的單結(jié)晶體管和不