可控硅觸發(fā)電路之脈沖信號(hào)解析

一、脈沖信號(hào)在可控硅觸發(fā)電路中的優(yōu)勢(shì)

為了有效降低柵極功率耗散，可控硅觸發(fā)電路采用單個(gè)脈沖或一連串脈沖來(lái)觸發(fā)可控硅SCR，取代了傳統(tǒng)的連續(xù)直流柵極信號(hào)。這種方式不僅能精準(zhǔn)控制可控硅SCR的觸發(fā)點(diǎn)，還能便捷地在可控硅SCR與柵極觸發(fā)電路之間實(shí)現(xiàn)電氣隔離。尤其是在多個(gè)可控硅SCR從同一源頭選通的情況下，借助脈沖變壓器或光耦合器進(jìn)行電氣隔離顯得尤為重要。這樣的隔離措施不僅可以減少諸如瞬態(tài)噪聲信號(hào)等不必要的信號(hào)干擾，避免其無(wú)意中觸發(fā)敏感的SCR，還能顯著提升整個(gè)電路的穩(wěn)定性和可靠性。

二、基于單結(jié)晶體管振蕩器的脈沖產(chǎn)生電路

運(yùn)用單結(jié)晶體管（UJT）振蕩器來(lái)產(chǎn)生脈沖，是觸發(fā)可控硅SCR的一種常見(jiàn)且高效的方法。該電路能在B點(diǎn)輸出一系列窄脈沖。當(dāng)電容充電至UJT的峰值電壓（V_）時(shí)，UJT被觸發(fā)導(dǎo)通。此時(shí)，發(fā)射極-基極1結(jié)呈現(xiàn)出低電阻狀態(tài)，發(fā)射極電流隨之流經(jīng)脈沖變壓器的初級(jí)線圈，進(jìn)而將柵極信號(hào)傳遞至可控硅SCR。若想增加輸出信號(hào)的脈沖寬度，可以通過(guò)增大電容C的值來(lái)實(shí)現(xiàn)。

然而，該電路也存在一定挑戰(zhàn)，即由于脈沖寬度較窄，可能會(huì)出現(xiàn)未能在去除柵極信號(hào)之前獲得鎖存電流的情況。為解決這一問(wèn)題，可引入RC緩沖電路。

此外，還有另一種改進(jìn)電路，其操作原理與上述類似，但通過(guò)利用電阻R兩端的輸出來(lái)驅(qū)動(dòng)與變壓器初級(jí)線圈串聯(lián)的晶體管Q，從而有效改善脈沖的寬度和上升時(shí)間。當(dāng)來(lái)自UJT的脈沖信號(hào)施加到Q的基極時(shí)，晶體管Q飽和導(dǎo)通，電源電壓V_隨即被施加在初級(jí)線圈兩端，這會(huì)在脈沖變壓器的次級(jí)線圈感應(yīng)出一個(gè)電壓脈沖，并將其傳遞至可控硅SCR。當(dāng)脈沖信號(hào)從Q的基極撤除時(shí)，晶體管Q截止。此時(shí)，變壓器中塌陷的磁場(chǎng)在初級(jí)繞組上感應(yīng)出相反極性的電壓，二極管D在此過(guò)程中為電流提供泄放路徑。

三、采用DIAC的觸發(fā)電路

存在一種使用DIAC的類似電路，它依據(jù)RC時(shí)間常數(shù)在一段時(shí)間內(nèi)緩慢地為電容充電。一旦電容充電至與DIAC的擊穿電壓相等的電壓值，DIAC便會(huì)切換至導(dǎo)通狀態(tài)。隨后，電容迅速對(duì)可控硅SCR的柵極端子放電，經(jīng)過(guò)短暫間隔后，DIAC關(guān)閉并重復(fù)整個(gè)循環(huán)過(guò)程。這種設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)在于，盡管需要相對(duì)較低的功率從直流電源為電容充電，但卻能在短時(shí)間內(nèi)提供足夠的大功率，以確保可控硅SCR的可靠開(kāi)啟。

四、光耦合器在觸發(fā)電路中的應(yīng)用

下圖展示的觸發(fā)電路采用了光耦合器，以此在控制電路與負(fù)載之間實(shí)現(xiàn)電氣隔離。這種基于光耦合器的觸發(fā)方式能夠有效防止因噪聲或瞬變而導(dǎo)致的錯(cuò)誤觸發(fā)現(xiàn)象，因而在固態(tài)繼電器領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用和推廣。