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可控硅是交流電路中常用的一種功率元器件，可以用作可控整流、無觸點(diǎn)開關(guān)或者是調(diào)壓等功能。在交流電路中應(yīng)用廣泛。用于交流控制回路的固態(tài)繼電器SSR的無觸點(diǎn)開關(guān)基本都是用可控硅來實(shí)現(xiàn)的。在使用可控硅當(dāng)作無觸點(diǎn)開關(guān)時(shí)，經(jīng)常需要做過零檢測(cè)功能，尤其是在大功率負(fù)載電路中。但可控硅電路做過零檢測(cè)不是必須的。

1-可控硅控制電路

什么是過零檢測(cè)功能

所謂過零檢測(cè)就是指在交流回路中，當(dāng)波形由正半周向負(fù)半周轉(zhuǎn)換或者由負(fù)半周向正半周轉(zhuǎn)換時(shí)，經(jīng)過零位，系統(tǒng)要檢測(cè)到這個(gè)零位?？煽毓柽^零檢測(cè)是指，系統(tǒng)檢測(cè)到零位時(shí)，要讓可控硅在零位或者零位附近時(shí)觸點(diǎn)導(dǎo)通或者斷開?？梢栽O(shè)計(jì)過零檢測(cè)電路來實(shí)現(xiàn)功能，也可以使用帶有過零檢測(cè)功能的光耦來實(shí)現(xiàn)。

2-過零檢測(cè)光耦

上圖說就是帶有過零檢測(cè)功能的光耦MOC3041，除了使用這種類型的光耦外還可以適用分離元器件搭建過零檢測(cè)電路，如下圖所示就是使用分立元器件所搭建的一個(gè)簡(jiǎn)單的過零檢測(cè)電路，借這個(gè)電路簡(jiǎn)單講解一下過零檢測(cè)的方法。

3-過零檢測(cè)電路

上圖中是用兩個(gè)光耦和NPN三極管搭建而成的過零檢測(cè)電路，在非零且正半周時(shí)有電流流過光耦U1，U1光耦導(dǎo)通輸出低電平，NPN三極管截止，OUT輸出高電平；在非零且負(fù)半周時(shí)有電流流過光耦U2，U2光耦導(dǎo)通輸出低電平，NPN三極管截止，OUT輸出高電平。

在零點(diǎn)附近時(shí)，沒有電流流過光耦，所以兩個(gè)光耦都處于關(guān)斷狀態(tài)，NPN三極管的基極被上拉，所以三極管導(dǎo)通，OUT輸出低電平。

綜上所述，只要檢測(cè)到低電平，就可以判斷到零點(diǎn)，所以可以將OUT信號(hào)接入單片機(jī)的外部中斷，只要單片機(jī)檢測(cè)到低電平就可以判斷零點(diǎn)來臨，可以控制可控硅輸出，這樣就可以實(shí)現(xiàn)在控制回路中電流幾乎為零時(shí)實(shí)現(xiàn)可控硅的通斷。

上圖電路所實(shí)現(xiàn)的波形如下圖所示。

4-過零檢測(cè)波形

在選型固態(tài)繼電器SSR時(shí)，在規(guī)格書上可以看到有特別說明是否帶過零檢測(cè)功能。在控制信號(hào)有效時(shí)，SSR不立即輸出，而是在零點(diǎn)來臨時(shí)才導(dǎo)通或者關(guān)斷，對(duì)50Hz的交流回路而言，時(shí)間差大約為半個(gè)周期約10ms。

帶過零檢測(cè)功能的SSR如下圖所示。

5-帶過零檢測(cè)功能的SSR

可控硅做過零檢測(cè)的意義

前文說過，可控硅的過零檢測(cè)就是讓可控硅在零位附近導(dǎo)通或者關(guān)斷，即在零位附近的時(shí)候要讓用戶負(fù)載快速接入回路或者從回路中斷開。我們知道，在電流很大的時(shí)候，導(dǎo)通回路或者切斷回路會(huì)對(duì)負(fù)載和電源造成很大的沖擊，電流越大沖擊越大，會(huì)給電網(wǎng)帶來很多諧波干擾。如果在電流為零的時(shí)候把負(fù)載接入或者斷開，就能把沖擊降到最小，從而避免了因負(fù)載頻繁開斷而帶來影響。所以，在大功率負(fù)載控制回路中，過零檢測(cè)很有意義。

6-可控硅

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