【电路赏析】使用缓冲电路的晶闸管
来源:电子发烧友网 发布时间:2020-08-05 分享至微信

缓冲电路是吸收能量搞得电路,用于舒缓因电路电感造成的电压尖峰。有时候,因为过流,过压以及过热,元器件会出现损坏。而过流保护的电路我们有保险丝,过热有散热器或风扇。

缓冲电路则用于限制电压或电流的改变速率(di/dt或dv/dt)以及电路开关时的过压。缓冲电路是电阻与电容的串联,然后与晶体管或晶闸管这样的开关相连,起到保护和提高性能的作用。开关和中继间的缓冲电路也可以用来防止电弧产生。

在该项目,我们将告诉你缓冲电路是如何保护晶闸管免受过压或过流影响的,整个电路由缓冲电路和晶闸管以及555定时器的频率生成电路组成。

所需元器件

  • 晶闸管TYN612

  • 555定时器

  • 电阻(47kΩx2,10kΩx2,1kΩx1,150Ωx1)

  • 电容(0.01uF,0.001UF,0.1uFx2)

  • 二极管1N4007

  • 开关

  • 9V电源

  • 示波器(用于输出确认)


电路图


电路的第一部分是555定时器组成的频率生成电路。当555定时器以无稳态模式工作时,我们可以得到一个100kHz的脉冲。

电路的第二部分则用于获取加入缓冲电路后晶闸管的开关特性。

晶闸管-TYN612

TYN612中的6代表着断态重复峰值电压,VDRM和VRRM为600V,而12代表着通态电流有效值IT(RMS)为12A。晶闸管TYN612可以用于过压撬棍保护,电机控制电路,励磁涌流闲置电路,电容点火和稳压电路中。它的门极触发电流IGT范围在5mA到15mA。其工作温度范围在-40℃到125℃。

TYN612的引脚图


TYN612的引脚配置


缓冲电路的设计


我们知道,缓冲电路是电阻与电容的组合。电路中的电容则负责防止不必要的dv/dt来触发紧张管。因为电路通电后,开关设备会产生一个瞬时的电压。电容Cs起到短路的作用,也就使得晶闸管两端的电压为0。一段时间过后,电容Cs两端的电压慢慢增加。

那么电阻Rs起到什么作用呢?当晶闸管打开时,电容通过晶闸管放电,并发出Vs/Rs大小的电流。由于阻值很低,di/dt会过高可能会对晶闸管造成损坏。所以为了限制放电电流,此处用到了Rs。

缓冲电路的原理

电路被分为两个部分。第一部分是555定时器组成的频率生成电路,它的输出用到晶闸管的门极。电路的第二部分用于检查晶闸管有无缓冲电路下的开关特性。

情况1:无缓冲电路


当无缓冲电路时,晶闸管的输出见上图,波形中会出现比较高的电压尖峰。所以为了缓和电压尖峰,我们需要用缓冲电路来避免设备因过压或dv/dt的误触发受损。


情况2:有缓冲电路


运用了缓冲电路后,它减少或缓和了波形上的电压尖峰。因此,设备不会由于过压而受到损坏,也将设备的dv/dt值降到最大值之下。



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