原创 可控硅电路故障的解决过程

2022-9-7 13:56 3558 8 7 分类: 模拟

 

   使用晶闸管(也有叫可控硅的)需要交流电过零检测电路。下面这个电路就是做这个过零检测用的。电容C10 D3 D4 D6 D8 C11实际上是阻容降压电路,产生一个相于交流零线的5.1V直流电源,火线上的电压为正时,使Q3导通,点亮光耦的LED,为负时关闭。这样光耦的集电极可以产生方波,指示交流过零点。

单片机使用过零点,依据不同的功率需要,产生相对于过零点的移相脉冲,触发晶闸管开启。晶闸管被开启后,流过电流为0时,会自动关闭。

这个应用中,晶闸管被用于控制一个交流隔膜泵的运行。

  显然气泵是一个感性负载。常规的设计需要在晶闸管的MT1MT2级增加缓冲电路(SNUBBER CIRCUIT)由阻容电路构成,意在晶闸管关断时,提供一个电流通路,防止感性负载电流不连续产生高压损坏晶闸管。其中R8 C4是晶闸管的缓冲电路,而R4 C2是触发光耦的缓冲电路(MOC3021手册上的说法)。

问题是,现在这个电路。在晶闸管关闭时,隔膜泵温度高时,隔膜泵会动作。偶尔咔嗒一下。

确认触发光耦控制信号没有问题。

   分析认为当晶闸管关闭时,R8 C4缓冲电路实际上会导电,理论计算电流可达到约10mA,考虑到几十W的气泵,足以让气泵动作。而晶闸管是 SNUBBERLESS 型的。意思就是不需要缓冲电路?于是将R8拆除。长时间测试时发现仍然会有动作。考虑到R4 C2也有类似的功能,将C2的容值减小一半。仍然不行,试着将C2拆除,气泵居然不受控连续动作起来。将C2加大到0.2uF,有改善。但仍然还是会有动作。

   看看这个光耦LED的驱动电路,在设计的时候,显然是考虑了电平兼容的问题,驱动光耦LED是接在5V上的74HC00,当输出为高时,希望光耦不发光。实测输出为高时电压不到4V。因为MOC3021需要的电流比较小,这时1V多的压降有可能会让光耦微微发光。导致器件错误触发晶闸管。简单的解决办法是将光耦LED限流电阻R6 加大到1KΩ。

    另外,用于阻容降压的C10 0.56uF电容值偏大,稳压二极管负载较重,如果改成0.2uF效果会好一些。C10上应该并联一个1MΩ 的电阻,用于掉电后电容放电。

 

作者: southcreek, 来源:面包板社区

链接: https://mbb.eet-china.com/blog/uid-me-408807.html

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文章评论3条评论)

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ssyniuej_957112275 2022-9-28 16:16

电路问题不少。这个不能做为产品电路来用。
一、MOC3021的驱动电流为建议15毫安,而内部使用的红外管的压降约在1.1到1.3之间(按工作电流大约到1.3V),这样按现在这个参数,使用5V电源的话,电流也只能到接近8毫安,而如果是3.3V的电源电压则更加不可靠。当温度下降就极可能无法控制。另外一般单片机输出电流达不到(这个电流已经超出单片机正常工作的范围了),所以极少有这样直接驱动的。至少会加一级驱动电路。所以这个控制说实话,开也不可靠,关也不可靠!!
二、这个驱动如果使用了3.3的电源的话,那个会产生1.7V的压降,这个压降足够打通引脚内部的ESD保护二极管的。根本就不是失控的问题了。就是一直在通着的,一直会有个电流。建议还是真正的把原理图搞对吧。
三、另外再说一下,注意一下那个相位吧。由于三极管的放大倍数不会是正好在零相位变换的。实际上有点偏,所以注意在接近0相位附近的时候注意一下。

southcreek 2022-9-13 15:10

可控硅电路现在很少有人设计了。如果要设计,需要了解可控硅的使用方法,通常认为斩波控制会严重污染电网,尤其是大功率的应用中。以前也见过用于纯阻性负载的控制电路,使用可控硅,过零控制,不斩波,选择性挑过数个周期的正弦波,达到功率控制的目的。

yzw92 2022-9-12 08:45

谢谢分享
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