双向晶闸管是触发三端双向可控硅开关的常见组件。 双向晶闸管的结构与晶体管相似，但两个结点的掺杂水平相似，因此两个结点的反向击穿特性相似。 这是一个有趣的项目，演示了使用一对在其负电阻区域工作的双极晶体管来模拟在白炽灯调光器中触发双向可控硅的双向晶闸管。 电路并未针对性能进行优化-仅用于演示原理。
操作原理
上面的波形看起来应该像是交流电线路正负半周的最后90度，但这就是我附近的交流电线路实际的样子。难怪某些国家/地区要求设备满足功率因数要求。顺便说一下，探测交流电源时，即使通过隔离变压器，也要仔细考虑示波器探头的额定电压，因为峰值电压可能高于探头或示波器的额定电压。我使用了额定值为1kV的X100探头。
我不会在此花费太多空间，因为这不是一个初学者的项目，并且这种调光器的操作已在网上其他地方介绍了。
上面的照片显示了由双向可控硅调光器电路驱动的白炽灯泡两端的电压。请注意，仅在电源线周期的每半个时间的1/2时驱动灯。这意味着灯泡仅获得平均功率的一半。施加到灯的每个电源线半周期的分数取决于在三端双向可控硅开关该灯两端的电压的半周期内的时间。当电压变为零时，双向可控硅关断并等待下一个触发脉冲。这就是这种调光器的工作方式。但是在双向可控硅导通的每个半周期内改变相位。
调光电路
在经典的调光器电路中，双向晶闸管将是
用于代替两个并联的2N2222晶体管。
该电路中发生的所有事情都在电源线周期的一半内发生。通常，每个半周期看起来都是相同的，至少如果一切正常，它们将是相同的。
在每个半周期内，电源线电压通过250K电位器为0.068 uf电容器充电。 .068 uf电容器两端的电压通过68k电阻进一步为0.047 uf电容器充电，直到.047 uf电容器两端的电压达到约10伏。当.047 uf电容器两端的电压达到约10伏时，两个2N2222晶体管之一突然从非导通状态切换到非常低的电阻。由于是低电阻，它在三端双向可控硅开关元件的触发端子和主端子1上放置了0.047 uf电容器，从而在半个电源线周期的剩余时间内接通了三端双向可控硅开关元件。 250k电位计（用作变阻器）的电阻越低，则.047 uf电容器两端的电压达到触发电压的周期就越早。改变250k电位器的电阻会相对于电源线的相位改变触发脉冲的相位，从而实现三端双向可控硅开关元件的平均导通时间的变化，从而导致整个灯的占空比发生变化。
通常，由2N2222晶体管提供的触发器功能是由双向晶闸管提供的，双向晶闸管是一种特殊设计的半导体，其结构类似于晶体管，当其两端的电压超过一定值时会突然从不导通变为导通。具体值。我想对晶体管进行此操作，以表明至少在一定程度上可以将晶体管用于此功能。
使用两个晶体管代替一个双向晶闸管，以便一个晶体管在一个半周期内击穿，另一个晶体管在另一半周期内击穿。击穿发生在反向偏置的发射极-基极结中，该电压比反向偏置的集电极-基极结的电压低得多。
在该电路中，2N2222向三端双向可控硅开关元件的栅极提供了大约1微秒的脉冲，其幅度为100至200毫安。
至少据我所知，由于晶体管制造商未指定晶体管在其负电阻区域中的行为，因此围绕该概念设计产品是不明智的。
该电路的动态范围不大。可以通过增加.068电容器的值来扩展此范围。该电路还可以进行一些改进，例如在栅极和主端子1之间增加一个电阻以减少寄生关断的机会，并可能提供一些瞬态保护。
部件
电路是在一块预先打孔的矢量板上组装的-是的，这是Vector公司在1980年代制造的真正的Vector板上。您可以使用其他类型的电路板，只要它们可以抵御高峰值电压。
调光器电路的电路侧-连接不多。从安全的角度来看，塑料旋钮是一个非常好的主意。 我不会冒险我一生都在赌一个便宜的罐子可以用作音调控制在340伏的峰值电压下有足够的绝缘，可以防止我受到电击。
这是调光器电路版本的组件侧。电位器是双电位器，
只是因为那是我手上仅有的250K欧姆锅。 68k 1瓦电阻器由四个68k 1/4瓦电阻器的串联并联组成。
.o47 uf电容器是聚酯薄膜电容器，但这只是因为我有很多。这不是很关键。 .068 uf电容器至关重要。由于在250k电位计的某些设置下它具有数百伏的电压，因此其额定交流电压为275伏。它也是一个“ X”电容器-设计用于电源线上的滤波电容器。这些电容器被设计成能承受高压甚至瞬态电压而引起的短暂短路而不会着火。我建议仅在此类应用中使用标记为“ X”或“ Y”的电容器-更好，因为它们被设计为从线到地。
电动机速度控制电路
与我的其他一些项目一样，该项目起初只是为了向自己证明一些东西或只是为了好玩而进行的实验。事实证明，购买了一种新的杂草修剪器-这种杂草修剪器可以高速旋转一段塑料钓鱼线，并且可以切穿大多数杂草和草。电动机以如此高的速度旋转，会发出很多噪音。多年前，我曾学习过，要使电动机快速地开关，以使其以较低的速度旋转。这有很多优势。首先，它并不那么吵闹，也不太可能打扰我的邻居。另一个优点是，塑料钓鱼线几乎不经常断裂，从而使工作进行得更快。当减少较大的增长时，我需要保持开关闭合，以便电动机可以最大功率和最高速度运行。
在完成灯晚餐实验后的某个时候，我意识到，如果我也可以将其用作电动机速度控制，则可以在杂草修剪器上运行电动机的速度稍慢一些，从而获得噪音更少，使用寿命更长的优点。同时，就像我在打开和关闭脉冲电源时一样。在几个月后这个想法浮现在我的意识中之后，我终于尝试了。工作正常。
灯调光器电路和电动机速度控制版本之间的唯一区别是添加了.01 uf电容器和作为缓冲电路的1.2k电阻器I。当三端双向可控硅开关关闭时，缓冲器限制了三端双向可控硅开关元件主端子上的电压变化的速度。如果电压上升太快，则可能导致三端双向可控硅开关损坏。
我从缓冲电路中的一个820欧姆1/2瓦电阻开始着手。经过短暂的测试后，我打开了塑料外壳，闻到了我们所谓的“艾伦·布拉德利颂歌”，这是电阻器烧毁的气味。缓冲电阻器明显变棕色。我将其更改为示意图中所示的六个电阻器组合，电阻似乎很好。阻尼分量的值取决于三端双向可控硅开关元件的需求和电机特性。在这种情况下，我只是选择了一些听起来不错的数字并进行了尝试。毕竟，我有几个备用的三端双向可控硅开关元件。
剩下的障碍是，经过短暂的测试运行，双向可控硅已经变得非常温暖。我知道半导体可以在相当高的结温下运行，但是当接触正在运行的半导体并不痛苦时，我总是喜欢它。实际上，我不知道温度有多高，因为我在打开外壳并装上三端双向可控硅开关之前先拔下电路的插头。
我用了一些铝制的散热片来快速散热。在磨完20米的草坪后，双向可控硅似乎还不错。
如果您决定尝试将其用作电动机速度控制，请做好调整缓冲电路的准备，并可能在三端双向可控硅开关元件中增加散热器。顺便说一下，我使用的双向可控硅是具有完全绝缘突舌的三端双向可控硅开关之一，因此不需要绝缘垫圈。我喜欢那些。
电机速度控制版本包括电阻器和电容器
调光器版本中没有的功能。
测试设置
我真的不喜欢涉及交流线电压的项目。它们很危险，难以排除故障，有时会很痛苦。这是我在该项目上使用的设置（上图）。如果意外接触电源线或隔离变压器中的绝缘故障，则存在接地故障断路器。隔离变压器使我可以安全地将电路的一侧接地，并用示波器观察电路。对于电机速度控制，首先使用incandescant灯和此隔离电路测试该电路。电路正常工作后，我在没有隔离变压器的情况下插入了杂草修剪器，并且在没有隔离变压器的情况下也没有探测电路。
在测试设置中，我首先要小心，不要震惊。自从我还是个小孩子起就经历了数十年的震惊，这使我极大地不喜欢这种感觉。我使用接地故障断续器（也称为“ GFIC”）在几十毫秒内切断电流，以防万一我接触到电源电压。由于我所居住的房屋的所有插座上都没有接地故障断路器，因此我在五金店购买了接地故障断路器，但在塑料盒中装有接地断路器以及公母交流电源连接器。接地故障断路器在某些地方以这种配置出售。我找不到已经在泰国组装的汽车，所以我不得不自己动手。
接地故障断路器也是断路器，因此它提供了一些防止严重过载的保护措施。
顺便说一句，我有第二个接地故障断路器，如上面所示。我在户外使用电动割草机，除草机和电钻。
我通过背对背连接两个整流变压器来制作自己的隔离变压器，如上图所示。这些是24伏中心抽头变压器，我买了Amorn（一家多余的经销商，在泰国各地都有网点）。由于我对在泰国购买的剩余存储变压器的绝缘完整性不抱有太大的信念，因此添加接地故障断续器使我有些安心。
变压器很小，只有大约1 VA，这是一件好事，因为它限制了被测电路的功率。
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