一种简单实用的三相交流调压电路.doc

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
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
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。
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。
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。
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