一种简单实用的三相交流调压电路.doc

袃羇芀莀蝿羇莂薆蚅羆肁荿薁羅芄薄羀羄莆蒇袆羃蒈蚂螂羂膈蒅蚈羁芀蚁薄肁莃蒄袂肀肂虿螈聿膅蒂螄肈莇螇蚀肇葿薀罿肆腿莃袅肅芁薈螁肅莄莁蚇膄肃薇薃膃膆莀袁膂芈薅袇膁蒀莈螃膀膀蚃虿腿节蒆羈腿莄蚂袄膈蒇蒄螀芇膆蚀蚆袃艿蒃薂袃莁蚈羁袂膁蒁袇袁芃螆螃袀莅蕿蚈衿蒈莂羇袈膇薈袃羇芀莀蝿羇莂薆蚅羆肁荿薁羅芄薄羀羄莆蒇袆羃蒈蚂螂羂膈蒅蚈羁芀蚁薄肁莃蒄袂肀肂虿螈聿膅蒂螄肈莇螇蚀肇葿薀罿肆腿莃袅肅芁薈螁肅莄莁蚇膄肃薇薃膃膆莀袁膂芈薅袇膁蒀莈螃膀膀蚃虿腿节蒆羈腿莄蚂袄膈蒇蒄螀芇膆蚀蚆袃艿蒃薂袃莁蚈羁袂膁蒁袇袁芃螆螃袀莅蕿蚈衿蒈莂羇袈膇薈袃羇芀莀蝿羇莂薆蚅羆肁荿薁羅芄薄羀羄莆蒇袆羃蒈蚂螂羂膈蒅蚈羁芀蚁薄肁莃蒄袂肀肂虿螈聿膅蒂螄肈莇螇蚀肇葿薀罿肆腿莃袅肅芁薈螁肅莄莁蚇膄肃薇薃膃膆莀袁膂芈薅袇膁蒀莈螃膀膀蚃虿腿节蒆羈腿莄蚂袄膈蒇蒄螀芇膆蚀蚆袃艿蒃薂袃莁蚈羁袂膁蒁袇袁芃螆螃袀莅蕿蚈衿蒈莂羇袈膇薈袃羇芀莀蝿羇莂薆蚅羆肁荿薁羅芄薄羀羄莆蒇袆羃蒈蚂螂羂膈蒅蚈羁芀蚁薄肁莃 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。但分离元件如二极管、电阻、电容、单结晶体管易受温度的影响，稳定性变差 。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 11 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。通过改变导通时间对固定重复周期的比值，从改变输出电压有效值的大小。12 可控硅的移相触发电路对可控硅的导通角控制。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复杂，可靠性低，采用分离元件故障率高。现采用一种用集成元件构成的过零触发三相交流可控硅触发调压电路。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。 构成输人的是交流电压，而输出电压形是交流电源电压波形的一部分，并且是可调的,这样输出电压的有效值就成为可调。2.1 TL494集成脉宽的调制器由锯齿波振荡器、脉宽调制控制器、死区时间控制、稳压与过电压、过电流保护部分组成。锯齿波振荡器其振荡频率由5、6脚分别接振荡器的电阻（RT）电容（CT）参数决定。脉宽的调制主要由PWM比较器实现，振荡器产生的锯齿波经反相输入比较器负端，与两个误差放大输出的误差电压接正端进行比较，其输出波形为脉冲波。，当误差电压小于锯齿电压时输出低电平，当误差电压大于锯齿波电压时，输出高电平。改变误差电压即可方便调节脉冲宽度。比较器输出脉冲经过“或”门送到两个“或非”门，控制两只输出晶体管导通关断，“或”门输出低电平时，晶体管导通。另一路送至脉冲控制触发器，起输出端通过两只“与”门使两只输出晶体管轮流导通。13脚是输出控制方式，高电平时使两晶体管在正负半周交替通断为双端输出。死区时间控制的最小输出死区时间由4脚外接电阻设定，通常设定死区时间约为振荡周期的5。稳压与过电压、过电流保护由两个误差放大器来完成。通常放大器输入“负”端接基准电压，可由14脚分压供给，正端接开关电源的电压、电流采样信号。用TL494双端脉宽的调制器集成元件实现可控硅触发脉冲的形成及导通比控制。将集成元件TL494的5、6脚分别接振荡器的电阻（RT）电容（CT），通过改变电阻电容的大小，既可调节触发脉冲的频率（为保证频率的稳定性应采用金属膜电阻和漏电流小的电容）将TL494的1、2、3、15、16、13脚接地，12、11脚接电源正端，4脚接控制电压，10脚输出脉冲序列。改变4脚输人控制电压的大小，既可改变输出脉冲的宽度。22 新型集成MOC4031 过零触发器特点可控硅过零触发电路复杂，多为分离元件构成，可靠性低。新型集成元件光隔双向可控硅开关过零触发器MOC4031，集光隔离、过零检测、过零触发功能于一体，具有体积小、功耗低、抗干扰能力强、无噪音等优点。可以为高电流高电压的可控硅提供足够的触发电流，而又有7.5KV的非导介质保证耐住电源线与控制线之间的电压。 调节电位器RW，改变控制电压TL494的4脚的输入量，即调制触发脉冲信号宽度，实现功率双向可控硅周波数控制。TL494的10脚输出的脉宽信号经D5、D6发光二极管构成的或门电路，使MOC40311有电流IF产生，驱动功率双向可控硅，控制功率双向可控硅的通断， 实现三相交流调压目的。本调压电路在用电阻丝作为加热元件加热炉（箱）的加热和温度控制上使用，性能可靠，控温精度高。图2所示为过零光隔双向可控硅基本驱动电路。假设电路处于阻断或“关”的状态（意味着电流 IF为零），全部交流线电压跨于双向可控硅和双向可控硅驱动器两端。当足够的电流IF加进来时以及交流线电压在截止电压以下时，则双向可控硅驱动器锁存在“通”。 这样在功率双向可控硅中引起门极电流被触发， 使它从阻断状态进人全导通。每一次触发后跨在主端的电压降为一个很小值，引起双向可控硅驱动器输出电流降低到它的维持电电流以下（即使IF仍然存在）强迫双向可可控硅，控进人断”态。 双向可控硅驱动器的动作时间非常短，当IF出现，双向可控硅在交流线电压的每个半周期中再触发，一直到IF关断”和功率双向可控硅到达零电流为止。功率双向可控硅导通状态一直保持到负载电流降到双向可控硅的维持电流以下为止。这一出现在交流线电压的每个半周期中,见图3。新型集成MOC4031 过零触发器,控制功率双向可控硅的通断， 可使三相交流调压。此调压电路用于电阻丝作为加热元件加热炉（箱）的加热和温度控制上使用，性能可靠，控温精度高。结束语采用集成元件TL494简化了电路，保证了可靠性。选用电压过零光隔离双向可控硅驱动器省去了较为复杂的过零检测电路及同步电路，使电路大为简化，并实现了光电隔离，增强了抗干扰能力。本电路简单实用，具有推广和使用价值。参考文献：1 赵良炳 现代电力电子技术基础M 北京： 清华大学出版社，19962 丁道宏 电力电子技术M 北京 ：航空工业出版社，1992作者简介：李树伟（1965-）男，副教授。，1990年毕业于焦作矿院 电气自动化专业，现任平顶山工业职业技术学院副院长，长期从事机电专业的教学与电气控制方面的研究.The zero crossing trigger MOC4031 controls exchange accent Presses the electric circuit LI Shu-Wei , MA Gui-Rong (Pingdingshan Industrial College of Technology, Pingdingshan , Henan , 467001 ，China )Abstract: This article introduced one kind of cost is low, simple practical easy to maintain, with integrates the bidirectional silicon-controlled rectifier zero crossing triggering way work three-phase AC accent which the part constitutes to press the electric circuit.Key word：Separative element ； integrates the part ；bidirectional silicon-controlled rectifier 袁芀蒇蒀肇膆蒇薂袀膂蒆螅膅肈蒅袇羈莇蒄薇螁节蒃虿羆膈蒂螁蝿肄薁蒁羄羀薁薃螇艿薀蚅羃芅蕿袈螆膁薈薇肁肇薇蚀袄莆薆螂聿节薅袄袂膈蚅薄肈肄芁蚆袀羀芀蝿肆莈艿薈罿芄艿蚁膄膀芈螃羇肆芇袅螀莅芆薅羅芁莅蚇螈膇莄螀羄肃莃葿螆聿莃蚁肂莇莂螄袅芃莁袆肀腿莀薆袃肅荿蚈肈羁蒈螀袁芀蒇蒀肇膆蒇薂袀膂蒆螅膅肈蒅袇羈莇蒄薇螁节蒃虿羆膈蒂螁蝿肄薁蒁羄羀薁薃螇艿薀蚅羃芅蕿袈螆膁薈薇肁肇薇蚀袄莆薆螂聿节薅袄袂膈蚅薄肈肄芁蚆袀羀芀蝿肆莈艿薈罿芄艿蚁膄膀芈螃羇肆芇袅螀