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【每日电路赏析】使用缓冲电路的晶闸管

2019-11-8 09:04:14  9748 电路设计 缓冲电路 晶闸管
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缓冲电路是吸收能量的电路,用于舒缓因电路电感造成的电压尖峰。有时候,因为过流,过压以及过热,元器件会出现损坏。而过流保护的电路我们有保险丝,过热有散热器或风扇。

缓冲电路则用于限制电压或电流的改变速率(di/dt或dv/dt)以及电路开关时的过压。缓冲电路是电阻与电容的串联,然后与晶体管晶闸管这样的开关相连,起到保护和提高性能的作用。开关和中继间的缓冲电路也可以用来防止电弧产生。

在该项目,我们将告诉你缓冲电路是如何保护晶闸管免受过压或过流影响的,整个电路由缓冲电路和晶闸管以及555定时器的频率生成电路组成。

所需元器件

晶闸管TYN612
555定时器
电阻(47kΩx2,10kΩx2,1kΩx1,150Ωx1)
电容(0.01uF,0.001UF,0.1uFx2)
二极管1N4007
开关
9V电源
示波器(用于输出确认)

电路图
1.png
电路的第一部分是555定时器组成的频率生成电路。当555定时器以无稳态模式工作时,我们可以得到一个100kHz的脉冲。
电路的第二部分则用于获取加入缓冲电路后晶闸管的开关特性。

晶闸管-TYN612
TYN612中的6代表着断态重复峰值电压,VDRM和VRRM为600V,而12代表着通态电流有效值IT(RMS)为12A。晶闸管TYN612可以用于过压撬棍保护,电机控制电路,励磁涌流闲置电路,电容点火和稳压电路中。它的门极触发电流IGT范围在5mA到15mA。其工作温度范围在-40℃到125℃。

TYN612的引脚图
2.png
TYN612的引脚配置
引脚标号 引脚名 描述
1        K      晶闸管的负极
2        A      晶闸管的正极
3        G      晶闸管的门极,用于触发

缓冲电路的设计
3.png
我们知道,缓冲电路是电阻与电容的组合。电路中的电容则负责防止不必要的dv/dt来触发紧张管。因为电路通电后,开关设备会产生一个瞬时的电压。电容Cs起到短路的作用,也就使得晶闸管两端的电压为0。一段时间过后,电容Cs两端的电压慢慢增加。

那么电阻Rs起到什么作用呢?当晶闸管打开时,电容通过晶闸管放电,并发出Vs/Rs大小的电流。由于阻值很低,di/dt会过高可能会对晶闸管造成损坏。所以为了限制放电电流,此处用到了Rs。

缓冲电路的原理
电路被分为两个部分。第一部分是555定时器组成的频率生成电路,它的输出用到晶闸管的门极。电路的第二部分用于检查晶闸管有无缓冲电路下的开关特性。

情况1:无缓冲电路
4.png
5.png
当无缓冲电路时,晶闸管的输出见上图,波形中会出现比较高的电压尖峰。所以为了缓和电压尖峰,我们需要用缓冲电路来避免设备因过压或dv/dt的误触发受损。
6.png
情况2:有缓冲电路
7.png
运用了缓冲电路后,它减少或缓和了波形上的电压尖峰。因此,设备不会由于过压而受到损坏,也将设备的dv/dt值降到最大值之下。
9.png

坛友们日常项目中还有哪些地方用到缓冲电路呢,或者对以上电路和设计有何见解都可以在帖子下面回复,可以获得5积分的奖励哦!

往期每日电路赏析
lm12041204a 2019-11-8 10:04:17
感谢楼主分享!
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aaaaass 2019-11-8 10:22:04
感谢楼主分享!!!!
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glhjlsp 2019-11-8 10:39:00
感谢楼主分享!!!
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cht_236 2019-11-8 13:28:42
学习学习,谢谢分享
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王栋春 2019-11-8 22:49:13
学习了         
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dumuzunzhe 2019-11-10 08:53:15
感谢楼主分享!!!
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今天多少号 2019-11-11 18:09:33
谢谢楼主分享电路知识
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一镜千峰 2019-11-12 20:47:17
感谢楼主分享!
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jinwenkang 2019-11-12 22:08:58
感谢楼主分享!
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PCB00034526 2019-11-14 09:03:32
感谢楼主分享!
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