干货分享 一种三相可控硅交流调压电路设计

  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。

  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

  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即改变，继而改变可控硅的导通角。

  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。

  控硅SCRl、SCR2导通角减小；负载RL上得到的电压减小，进而达到调压

  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。

  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/NN/NCCCCCBCBV2CACA2、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的阻值即能满足规定的要求）。

  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CACAK4K4MAX: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）。

  串联开关共用一个控制信号ug，它与续流开关的控制信 号ugN在相位上互补。

  当VT1、VT2、VT3导通时，VTN关断，负载电压等于电 源电压；当VTN导通时，VT1、VT2、VT3均关断，负载 电流沿VTN续流，负载电压为零。

  设计一恒温箱用三相相控调压加热电源，加热元件 为电阻丝，输出功率恒定3kW,电阻丝阻值为20Ω/ 每相，输入交流线V，计算电路 相关参数。

  对于三相对称负载，负载中点O’在平衡供电时处于零电 位，因此各支路晶闸管的自然换流点处于相电压的过零点，

  恒温箱一般具有较大的热惯性，电流脉动不影响系统性能， 考虑采用单相相控调压纯电阻负载电路型式图5-15（b)，仅 要设计计算晶闸管标称电压、额定电流，三相均衡，每相 功率均为1kW。

  一、三相交流调压电路（单向可控硅反并联）1、 主电路电气原理图电源输入600VACB A负载负载V22、 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 2R1≤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的阻值即能满足规定的要求）。

  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、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）。

  发光二极管指示如下：L0：触发器上电 L1：主电路参数超限 L2：快速熔断器熔断附：有关电源零线“N ”的说明三相可控硅调压/整流主电路的主要形式如下：U AB主电路电源千欧）当主电路电源为三相四线制时，电源零线“N ”可直接接入触发器，当快速熔断器发生一只或两只熔断时触发器能在一秒钟内封锁触发脉冲同时给出相应的故障指示及对外输出故障信号；当主电路电源为三相三线制时，若要求快速熔断器熔断检测还有效，则需要用户模拟出电源零线“N ” , 否则快速熔断器熔断检测无效。

  可控硅交流调压器电路图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、动作快以及使用起来更便捷等优点，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。

  1：电路原理：可控硅交流调压器由可控整流电路和触发电路两部分所组成，其电路原里图如下图所示。

  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。

  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。

  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。

  在我们的工作和生活当中，经常用到需要对交流电源的负载进行调光，调温，调压，调速等来控制功能，而且还要求能够平稳的自行调节。

  该电路结构相对比较简单，所有电气元器件少，在电子元器件市场很容易买到，非常便于维修电工和电工电子爱好者制作，体积小重量轻，能够降低生产所带来的成本，对交流电压进行平稳调节。

  工作原理如下：220伏交流电源经加热器EH,电阻R1和电位器RP给电容c充电,当电容器上的电压达到一定值时,通过电阻R2，二极管VD和可控硅控制极，使可控硅触发导通。

  电流流经加热器EH，触发电路被短接，在交流电压为零时，可控硅又自动断开，而后触发电路中电容C再次充电，使可控硅再次导通，改变电容的容量和电位器的阻值，可增大或减小导通角，使输出电压升高或降低，从而起到调压的目的。

  我们可以将电路中的加热器EH，转成白炽灯泡，电风扇，抽风机，电烙铁等，从而能够控制对用电设备的调光，调速，调温等功能，这个电路应用的未来市场发展的潜力很广，值得大家认真学习。

  三相交流调压电路原理三相交流调压电路是一种用于将三相交流电源的电压进行调节的电路。

  当输入电压的相位为正时，对应的二极管导通，将电流导向负载；当输入电压的相位为负时，对应的二极管截止，电流无法通过。

  当输入电压为正时，晶闸管导通，将电流导向负载；当输入电压为负时，晶闸管截止，电流无法通过。

  逆变电路还能够最终靠改变晶闸管的导通角度，实现对输出电压的调制，以此来实现对输出电压的精确调节。

  总结起来，三相交流调压电路通过三相桥式整流电路将三相交流电源转换为直流电源，然后通过滤波电路去除直流电源中的脉动成分，最后通过逆变电路将直流电源转换为所需的交流电压。

  通过合理选择电路元件的数值和控制器的工作方式，能轻松实现对输出电压的精确调节。

  三相交流调压电路在工业生产和电力系统中得到普遍应用，能够完全满足不同设备对电压的要求，保证设备的正常运行。

  过零触发器MOC4031控制的交流调压电路李树伟马桂荣（平顶山工业职业技术学院，河南平顶山 467001）提要：介绍了一种成本低，简单实用易于维护，用集成元件构成的双向可控硅过零触发方式工作的三相交流调压电路。

  关键词：分离元件；集成元件；双向可控硅0引言用单结晶体管与分离元件组成设计成锯齿波发生器，可实现脉宽调制与脉冲形成电路，用可控硅移相触发和过零触发达到交流调压的目的。

  用集成元件TL494代替分离元件，用集成元件过零触发器MOC4031工作，增强了抗干扰能力，保证了可靠性。

  1 触发电路1．1 可控硅过零触发电路在电压过零时给晶闸管以触发脉冲，使晶闸官工作状态始终处于全导通或全阻断，这种工作方式称为过零触发方式，可控硅过零触发电路，由同步电路、检零电路等组成。

  交流电触发开关使电路在电压为零或零附近的瞬间接通，利用管子电流小于维持电流使管子自行关断，可控硅导通时，交流电源与负载接通，输出若干周波电压后，再使可控硅导通，如此重复进行。

  在交流电压的正、负半周都以一定的延迟角去触发控硅的导通，经过改变可控硅的导通角达到输出电压可调的目的。

  可控硅的移相触发使电路出现缺角，往往在可控硅瞬间使电网电压出现畸变，带来高次谐波，给电网中的其它用电设备和通讯系统的工作带来不良影响，并且对于电阻性负载在可控硅导通时有较大的冲击电流。

  可控硅零触发方式是把可控硅导通的起始点限制在电源电压过零处，它能很好抑制移相触发所产生的高次谐波和避免因较大冲击电流引起的电压瞬时大幅度下降。

  一般的三相交流可控硅过零触发开关电路由结构较为复杂，可靠性低，采用分离元件故障率高。

  2工作原理该电路主要由电源电路、PWM脉冲形成电路、过零触发光隔离双向可控硅驱动器等组成，电路如图1所示。

  三相交流电源指可提供3个频率相同而相位不同的电压或电流的电源，最常用的是三相交流发电机。

  在对三相交流调压电路工作原理分析的基础上，建立了基于MA TLAB 的三相交流调压电路的仿真模型，修改相应的参数，并对其进行了仿真分析和研究。

  通过仿真分析和参数的修改，验证所建模型的正确性，加深对三相交流调压电路理解。

  三相交流调压器的触发信号应与电源电压同步，其控制角是从各自的相电压过零点开始算起的。

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  为了方便各位工程师和技术人员进行借鉴，在今天的文章中，我们将会为大家伙儿一起来分享一种三项可控硅交流调压电路的设计的具体方案，并同时提供该方案的仿真结果，希望可以对各位工程师的设计工作有所帮助。

  在本次的三相可控硅调压电路设计的具体方案中，我们主要是对星形联结电路的工作原理和特性进行分析。

  本方案采用双脉冲或宽脉冲触发，三相的触发脉冲应依次相差120，同意向的两个反并联的可控硅触发脉冲应相差180。

  因此和三相桥式全控整流电路一样，触发脉冲顺序也是VT1~VT6，依次相差60。

  在了解了这种三相可控硅交流调压器的主电路结果后，我们大家可以能够正常的看到，在本方案中我们所用到得器件主要有220V三相交流电源、6个反并联的可控硅，还有三个电阻负载。

  其中6个反并联的可控硅可用三个双相可控硅代替，也可以用一个串联谐振代替2个反并联的可控硅。

  为了避免这种三项可控硅交流调压电路，在运行的过程中出现正向转折电压的非正常导通情况，我们应该选择足够正向重复阻断峰值电压UDRM。

  同时也为了尽最大可能避免发生反向击穿现象，我们所选择的可控硅器件必须有足够的反向重复峰值电压URRM。

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