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简单的双向可控硅正电源驱动解决方案(2)

时间:2017-10-10 20:27来源:未知 作者:y930712 点击:
象限1:正栅电流和正栅电压 象限2:负栅电流和正栅电压 象限3:负栅电流和负栅电压 象限4:正栅电流和负栅电压 双向控硅、ACS和ACST可以在每个象限或只在部

• 象限1:正栅电流和正栅电压

• 象限2:负栅电流和正栅电压

• 象限3:负栅电流和负栅电压

• 象限4:正栅电流和负栅电压

双向控硅、ACS和ACST可以在每个象限或只在部分象限被激活,具体情况视开关所采用的半导体技术。

因为SCR开关只有正栅电流才能闭合,阴极与阳极端子加正电压才能使其导通,所以使用SCR时通常不考虑触发象限条件。

电源拓扑对输出极性的影响

如果使用正电源控制微控制器触发三象限双向可控硅、ACST或ACS,就会出现问题。如表1所示,在这种情况下不能实现直接控制。

此外,为符合能效标准对待机功耗的要求,常常使用开关式电源(SMPS)。正输出开关式电源的选择主要取决于降压转换器的选择,因为降压转换器是低输出电流离线转换器最常用拓扑。

在很多情况下只需要控制交流开关,所以可以考虑负电源。降压升压转换器支持负电压输出,而且拓扑的实现与降压转换器一样容易。此外,与降压转换器相比,降压升压转换器节省了输出负载电阻或输出齐纳二极管。在每支MOSFET导通期间,降压转换器的输出电容充电,在无负载或负载较小时,导致输出电流过大。

与降压转换器相比,降压升压转换器的能效(以及最大输出电流)更低,输出电容更大。在降压转换器内部,电感器的全部电流都用于给输出电容充电,而在降压升压转换器内部,电感器电流只在续流二极管导通时给输出电容充电。但是,230 V AC / 12 V DC变流器的占空比非常低,所以降压升压转换器与降压转换器之间的性能差距不大。在采用相同电抗器件的条件下,两个拓扑的能效基本相同。

不过,即便开关电源有负输出,最好也是选择正输出的开关电源。正输出可降低待机功耗。正电压线性稳压器的内部功耗低于50 µA,而负电压稳压器的功耗大约2 mA,该静态电流对开关电源待机功耗影响巨大。

选择正电压输出的另一个原因是,目前3.3 V微控制器应用广泛,而且很难找到功耗很低的3.3 V负电压稳压器。

通过修改栅极电路,可以使用正电源驱动三象限双向可控硅

除了选择电源拓扑外,需要使用正电源还有其它原因。

例如,传感器以市电为参考电压是为了监视某些电参数。例如,在通用电机控制器内部,通常给交流开关串联一个分流器,检测负载电流,实现转速或扭矩闭环控制。在电表应用中,计算电网输入的电能,必须测量市电参数。

过去,驱动电路使用正电源的原因是,被测量电压随着分流或相线电压升高而升高,这样设计在逻辑上似乎更合理。

如果确定使用正电源,驱动三象限双向可控硅、ACS或ACST还有一个解决方案,就是给栅极电阻(R1)串联一个电容(C1),便于从双向可控硅的栅极吸收电流。 (责任编辑:admin)

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