牛人教你设计双向可控硅过零触发电路

双向型的可控硅是一种被广泛应用在电路系统设计中的半导体器件，同时，这种半导体器件在单片机的控制系统研发中也常常会被用到。双向可控硅在工作运行中不存在反向耐压问题，控制电路简单，这两种优势使其非常适合做交流无触点开关使用。本文将会分享一种双向型可控硅过零触发电路的设计方法，让牛人教你一步到位完成电路设计。

双向可控硅过零触发电路在整个电路系统中，其作用是减小驱动功率和可控硅触发时产生的干扰。这里指的过零触发，可以理解为电压为零或零附近的瞬间接通。也正是由于采用过零触发，因此上述电路还需要设置一个正弦交流电过零检测电路。下面我们将会就这两种电路的设计进行简单介绍。

在可控硅电路的整个设计过程中，过零检测电路的电路设计如图1所示。在这一电路的设计中，我们为了提高整体效率并使触发脉冲与交流电压同步，因此在设计时要求每隔半个交流电的周期输出一个触发脉冲，且触发脉冲电压应当大于4V，脉冲宽度应当大于20us。在图1中，BT为变压器，TPL521-2为光电耦合器，在该电路中主要起隔离作用。当正弦交流电压接近零时，光电耦合器的两个发光二极管截止，三极管T1基极的偏置电阻电位使之导通，产生负脉冲信号，T1的输出端接到单片机80C51的外部中断0的输入引脚INT0，以引起中断。在中断服务子程序中使用定时器累计移相时间，然后发出双向可控硅的同步触发信号。在这一过零检测电路中，A、B两点电压输出波形如下图图2所示。

图1 可控硅过零检测电路

图2 A、B两点电压输出波形

在完成了可控硅的过零检测电路设计后，接下来我们就需要进行过零触发电路的设计研究了。双向可控硅的过零触发电路设计方案如下图图3所示。从下图中我们可以看到，MOC3061为光电耦合双向可控硅驱动器，这种驱动器也属于光电耦合器的一种，在本电路系统中主要用来驱动双向可控硅BCR并且起到隔离的作用，R6为触发限流电阻，R7为BCR门极电阻，防止误触发，提高抗干扰能力。当单片机80C51的P1.0引脚输出负脉冲信号时T2通，MOC3061导通，触发BCR导通，接通交流负载。

另外需要说明的一个问题是，在这一过零触发电路的设计中，当双向可控硅接感性交流负载时，由于电源电压超前负载电流一个相位角，因此当负载电流为零时，电源电压为反向电压，加上感性负载自感电动势el作用，这就使得可控硅本身所承受的电压值将远远超过电源电压。虽然双向可控硅反向导通，但相当容易被击穿，故必须使双向可控硅能承受这种反向电压。一般在可控硅两极间并联一个RC阻容吸收电路，实现双向可控硅过电压保护，图3中的C2、R8为RC阻容吸收电路。

图3 双向可控硅过零触发电路