大電流無(wú)變壓器電源的電源設(shè)計(jì)方案

無(wú)變壓器電源廣泛用于控制交流應(yīng)用中的電子元件，例如 TRIAC 和 SCR。在這些應(yīng)用中使用的整流器電路類(lèi)型（半波或全波）至關(guān)重要。事實(shí)上，在半波整流器的情況下，交流電壓的兩根導(dǎo)線(xiàn)中的一根應(yīng)連接到輸出端可用的直流電壓的接地端。在全波整流器的情況下，接地端子將在半個(gè)周期連接到零線(xiàn)，在另一個(gè)周期連接到交流輸入電壓的線(xiàn)路。

可控硅和可控硅控制電路

圖 1 顯示了帶有全波整流器的電容式無(wú)變壓器電源的典型圖。該電路不適合直接驅(qū)動(dòng)可控硅和可控硅，因?yàn)橹绷鬏敵鲭妷旱呢?fù)端沒(méi)有連接到交流輸入電壓的零線(xiàn)。

圖 1：帶全波整流器的無(wú)變壓器電容電源

相反，圖 2 中的電路（帶半波整流器的電容式無(wú)變壓器電源）非常適合此用途。相同類(lèi)型的考慮可以應(yīng)用于電阻式無(wú)變壓器電源的情況。

圖 2：帶半波整流器的無(wú)變壓器電容式電源

為克服使用全波整流器時(shí)出現(xiàn)的上述問(wèn)題，TRIAC或SCR控制電路設(shè)有隔離級(jí)，例如光電三極管。圖 3 中顯示了一個(gè)示例，其中光控可控硅允許將控制電路與交流負(fù)載隔離。該電路的典型應(yīng)用包括電磁閥和閥門(mén)控制、燈鎮(zhèn)流器、靜態(tài)交流電源開(kāi)關(guān)、微處理器與 240 VAC 外圍設(shè)備的接口、固態(tài)繼電器、白熾燈調(diào)光器、溫度控制和電機(jī)控制。

圖 3：帶有光可控硅的電路驅(qū)動(dòng)器

這種控制方法意味著 TRIAC 或 SCR 的觸發(fā)是由通過(guò)柵極限流電阻和光可控硅的交流電流直接執(zhí)行的。然而，控制信號(hào)的時(shí)序和分配給限流電阻的值必須適當(dāng)?shù)卮_定，以避免元件過(guò)熱。特別是，門(mén)極應(yīng)保持激活足夠長(zhǎng)的時(shí)間以觸發(fā) TRIAC 或 SCR，但不要使門(mén)極電阻過(guò)度過(guò)熱，門(mén)極電阻必須在“開(kāi)啟”的整個(gè)持續(xù)時(shí)間內(nèi)承受交流電壓的施加狀態(tài)。對(duì)于帶半波整流的電路，總是有可能直接用直流電壓驅(qū)動(dòng)可控硅或可控硅。由于該電壓的負(fù)端（地）與交流輸入電壓的中性點(diǎn)耦合，DC 電壓可以提供使 TRIAC 或 SCR 導(dǎo)通所需的柵極電流。在這種情況下，獲得了一種廉價(jià)（不需要光控）、簡(jiǎn)單且更好的散熱解決方案。通過(guò)使用降低值的直流電壓，柵極信號(hào)可以無(wú)限期地保持活動(dòng)狀態(tài)，這相當(dāng)于使用 TRIAC 或 SCR，就好像它們是繼電器一樣，簡(jiǎn)化了電路的時(shí)序。

正負(fù)電源

要驅(qū)動(dòng) TRIAC 或 SCR，應(yīng)向柵極引腳施加電流，使其在 SCR 的情況下在柵極和陰極 （K） 之間或在 TRIAC 的情況下在柵極和端子 A1 之間流動(dòng)。 對(duì)于非隔離控制電路（例如目前提出的無(wú)變壓器控制電路），可以區(qū)分正電源，即控制電路 （VSS） 的接地連接到 K 或 A1，和負(fù)電源，由此控制電路的正電源（VDD）連接到A1。我們可以在圖 4 中看到第一種拓?fù)洌鴪D 5 顯示了負(fù)電源的解決方案。

圖 4：帶正電源的驅(qū)動(dòng)電路

圖5：負(fù)電源驅(qū)動(dòng)電路

正電源更適合觸發(fā)可控硅，而負(fù)電源更適合驅(qū)動(dòng)可控硅。前幾篇文章中已經(jīng)介紹過(guò)的負(fù)電源拓?fù)涫纠蔷€(xiàn)性電源（由降壓變壓器、二極管橋、線(xiàn)性穩(wěn)壓器和一些濾波電容器組成）、電容電源和電阻電源供應(yīng)。當(dāng)引入開(kāi)關(guān)模式電源時(shí)，將添加更多拓?fù)洹?/p>

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