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雙向晶閘管的典型應(yīng)用

發(fā)布時(shí)間:2013/5/27 9:32:57 訪問次數(shù):6248

    1)交流調(diào)壓電路。
    雙向晶閘管交流調(diào)E6B2-CWZ5B 100P/R壓電路如圖6-71所示。此電路為一個(gè)構(gòu)造極為簡單且應(yīng)用范圍相當(dāng)廣泛的電路,適合用來控制臺(tái)燈的光度、電熱器的溫度及電烙鐵的溫度等。圖中的主要控制組件為一只雙向晶閘管,利用RC電路在雙向晶閘管的門極產(chǎn)生一個(gè)觸發(fā)電壓,使雙向晶閘管導(dǎo)通。由于RC造成的時(shí)間延遲,當(dāng)月越大時(shí),電容C的充電電流越小,使得C的電位達(dá)到足以觸發(fā)雙向晶閘管的時(shí)間越慢,因此在雙向晶閘管門極上的觸發(fā)角度越大,Tl、T2極之間的導(dǎo)通角度越小,負(fù)載上的電壓就越低。Ri為保護(hù)電阻,以免在RP調(diào)整到0時(shí),太大的電流造成組件損壞,在本電路中選用3kQ/5W的電阻。負(fù)載端可連接一只交流插座,使用時(shí)只要將欲控制的電器(如燈泡、電熱器等)插入即可。
    2)晶閘管保護(hù)電路。
    晶閘管的過流、過壓能力較差,熱容量較小,一旦過流,其內(nèi)部溫度會(huì)急劇上升,導(dǎo)致器件燒壞。對(duì)于過壓情況,通常在晶閘管兩端并聯(lián)RC串聯(lián)網(wǎng)緒,該網(wǎng)絡(luò)常被稱為RC阻容吸收電路,如圖6-72所示。
    圖6-71雙向晶閘管交流調(diào)壓電路    圖6-72晶閘管兩端并聯(lián)RC串聯(lián)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用電路
    我們知道,晶閘管有一個(gè)重要的特性參數(shù),即斷態(tài)電壓臨界上升率。它表明晶閘管在額定溫和門極斷路條件下,使晶閘管從斷態(tài)轉(zhuǎn)入通態(tài)的最低電壓上升率。如果電壓上升率過大,超過了晶閘管的電壓上升率的值,則會(huì)在無門極信號(hào)的情況下通。即使此時(shí)加于晶閘管的正向電壓低于其陽極峰值電壓,也可能發(fā)生這種情況。因?yàn)榫чl管可以看作是由三個(gè)PN結(jié)組成的。在晶
閘管處于阻斷狀態(tài)下,因各層相距很近,其J2結(jié)結(jié)面相當(dāng)于一個(gè)電容Co。當(dāng)晶閘管陽極電壓變化時(shí),便會(huì)有充電電流流過電容Co,這個(gè)電流起門極觸發(fā)電流作用。如果晶閘管在關(guān)斷時(shí),陽極電壓上升速度太快,則Co的充電電流越大,就越有可能造成門極在沒有觸發(fā)信號(hào)的情況下晶閘管誤導(dǎo)通現(xiàn)象,即常說的硬開通,這是不允許的。因此,對(duì)加到晶閘管上的陽極電壓上升率應(yīng)有一定的限制。

         
    為了限制電路電壓上升率過大,確保晶閘管安全運(yùn)行,常在晶閘管兩端并聯(lián)RC阻容吸收網(wǎng)絡(luò),利用電容兩端電壓不能突變的特性來限制電壓上升率。因?yàn)殡娐房偸谴嬖陔姼校ㄗ儔浩髀└谢蜇?fù)載電感),所以與電容C串聯(lián)電阻R可起阻尼作用。它可以防止R、厶C電路在過渡過程中,因振蕩在電容器兩端出現(xiàn)的過電壓損壞晶閘管。同時(shí),避免電容器通過晶閘管放電電流過大,造成過電流而損壞晶閘管。
    由于晶閘管過流、過壓能力較差,故不采取可靠的保護(hù)措施是不能正常工作的。RC阻容吸收網(wǎng)絡(luò)是最常用的保護(hù)方法之一。
    3)雙向晶閘簪觸發(fā)電路。
    圖6-73所示為導(dǎo)通角能改變的雙向晶閘管觸發(fā)電路。主電路由電源U、負(fù)載HL、雙向晶閘管VT組成。觸發(fā)電路由可變電阻RP、電阻Ri、電容C、圖6-73導(dǎo)通角能改變的雙向晶閘管觸發(fā)電路電阻R2、雙向二極管VD組成。
    在一般情況下,雙向二極管VD呈高阻截止?fàn)顟B(tài)。當(dāng)外加電壓高于擊穿電壓(約為幾十伏)時(shí),雙向二極管就擊穿導(dǎo)通。由于串有限流電阻R2,所以不會(huì)形成擊穿損壞。

           
    電路工作時(shí),電壓U通過HL、RP、Ri向C充電。當(dāng)C兩端電壓升高到等于VD的擊穿電壓時(shí),雙向二極管被擊穿,電容C便通過R2、VD、G-Al極放電,形成電流是觸發(fā)雙向晶閘管導(dǎo)通。調(diào)節(jié)RP值,可改變C的充放電速度,即可調(diào)節(jié)晶閘管的控制角與導(dǎo)通角。當(dāng)RP的值調(diào)小時(shí),C的充電速度快,電壓上升快,觸發(fā)晶閘管導(dǎo)通的時(shí)刻提前,使控制角變小,導(dǎo)通角變大,輸出平均電壓就高。反之,輸出平均電壓就低。

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    1)交流調(diào)壓電路。
    雙向晶閘管交流調(diào)E6B2-CWZ5B 100P/R壓電路如圖6-71所示。此電路為一個(gè)構(gòu)造極為簡單且應(yīng)用范圍相當(dāng)廣泛的電路,適合用來控制臺(tái)燈的光度、電熱器的溫度及電烙鐵的溫度等。圖中的主要控制組件為一只雙向晶閘管,利用RC電路在雙向晶閘管的門極產(chǎn)生一個(gè)觸發(fā)電壓,使雙向晶閘管導(dǎo)通。由于RC造成的時(shí)間延遲,當(dāng)月越大時(shí),電容C的充電電流越小,使得C的電位達(dá)到足以觸發(fā)雙向晶閘管的時(shí)間越慢,因此在雙向晶閘管門極上的觸發(fā)角度越大,Tl、T2極之間的導(dǎo)通角度越小,負(fù)載上的電壓就越低。Ri為保護(hù)電阻,以免在RP調(diào)整到0時(shí),太大的電流造成組件損壞,在本電路中選用3kQ/5W的電阻。負(fù)載端可連接一只交流插座,使用時(shí)只要將欲控制的電器(如燈泡、電熱器等)插入即可。
    2)晶閘管保護(hù)電路。
    晶閘管的過流、過壓能力較差,熱容量較小,一旦過流,其內(nèi)部溫度會(huì)急劇上升,導(dǎo)致器件燒壞。對(duì)于過壓情況,通常在晶閘管兩端并聯(lián)RC串聯(lián)網(wǎng)緒,該網(wǎng)絡(luò)常被稱為RC阻容吸收電路,如圖6-72所示。
    圖6-71雙向晶閘管交流調(diào)壓電路    圖6-72晶閘管兩端并聯(lián)RC串聯(lián)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用電路
    我們知道,晶閘管有一個(gè)重要的特性參數(shù),即斷態(tài)電壓臨界上升率。它表明晶閘管在額定溫和門極斷路條件下,使晶閘管從斷態(tài)轉(zhuǎn)入通態(tài)的最低電壓上升率。如果電壓上升率過大,超過了晶閘管的電壓上升率的值,則會(huì)在無門極信號(hào)的情況下通。即使此時(shí)加于晶閘管的正向電壓低于其陽極峰值電壓,也可能發(fā)生這種情況。因?yàn)榫чl管可以看作是由三個(gè)PN結(jié)組成的。在晶
閘管處于阻斷狀態(tài)下,因各層相距很近,其J2結(jié)結(jié)面相當(dāng)于一個(gè)電容Co。當(dāng)晶閘管陽極電壓變化時(shí),便會(huì)有充電電流流過電容Co,這個(gè)電流起門極觸發(fā)電流作用。如果晶閘管在關(guān)斷時(shí),陽極電壓上升速度太快,則Co的充電電流越大,就越有可能造成門極在沒有觸發(fā)信號(hào)的情況下晶閘管誤導(dǎo)通現(xiàn)象,即常說的硬開通,這是不允許的。因此,對(duì)加到晶閘管上的陽極電壓上升率應(yīng)有一定的限制。

         
    為了限制電路電壓上升率過大,確保晶閘管安全運(yùn)行,常在晶閘管兩端并聯(lián)RC阻容吸收網(wǎng)絡(luò),利用電容兩端電壓不能突變的特性來限制電壓上升率。因?yàn)殡娐房偸谴嬖陔姼校ㄗ儔浩髀└谢蜇?fù)載電感),所以與電容C串聯(lián)電阻R可起阻尼作用。它可以防止R、厶C電路在過渡過程中,因振蕩在電容器兩端出現(xiàn)的過電壓損壞晶閘管。同時(shí),避免電容器通過晶閘管放電電流過大,造成過電流而損壞晶閘管。
    由于晶閘管過流、過壓能力較差,故不采取可靠的保護(hù)措施是不能正常工作的。RC阻容吸收網(wǎng)絡(luò)是最常用的保護(hù)方法之一。
    3)雙向晶閘簪觸發(fā)電路。
    圖6-73所示為導(dǎo)通角能改變的雙向晶閘管觸發(fā)電路。主電路由電源U、負(fù)載HL、雙向晶閘管VT組成。觸發(fā)電路由可變電阻RP、電阻Ri、電容C、圖6-73導(dǎo)通角能改變的雙向晶閘管觸發(fā)電路電阻R2、雙向二極管VD組成。
    在一般情況下,雙向二極管VD呈高阻截止?fàn)顟B(tài)。當(dāng)外加電壓高于擊穿電壓(約為幾十伏)時(shí),雙向二極管就擊穿導(dǎo)通。由于串有限流電阻R2,所以不會(huì)形成擊穿損壞。

           
    電路工作時(shí),電壓U通過HL、RP、Ri向C充電。當(dāng)C兩端電壓升高到等于VD的擊穿電壓時(shí),雙向二極管被擊穿,電容C便通過R2、VD、G-Al極放電,形成電流是觸發(fā)雙向晶閘管導(dǎo)通。調(diào)節(jié)RP值,可改變C的充放電速度,即可調(diào)節(jié)晶閘管的控制角與導(dǎo)通角。當(dāng)RP的值調(diào)小時(shí),C的充電速度快,電壓上升快,觸發(fā)晶閘管導(dǎo)通的時(shí)刻提前,使控制角變小,導(dǎo)通角變大,輸出平均電壓就高。反之,輸出平均電壓就低。

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