專利名稱:Cmos電路直接觸發的可控硅交流控制裝置的制作方法
本實用新型涉及一種靈敏的可控硅交流控制裝置，特別是一種運行于交流市電的CMOS電路直接觸發的準雙向可控硅及復合可控硅交流控制裝置。
目前常用的單向或雙向可控硅功率控制電路，一般采用單結晶體管或雙向二極管等觸發方式，日本《電子展望》雜志社1980年6月公開了一種“CMOS系統的電源接口——交流控制電路”，采用了由直流供電的CMOS觸發電路，其輸出信號經晶體管電路放大后，觸發雙向可控硅。由于該電路仍然需要中間放大環節，使電路顯得復雜，且觸發電流較大，一般在毫安級，控制功率也較小，只有幾百瓦。
本實用新型的任務是設計一種與現有技術相比，更為簡單靈敏，能運行于交流市電的CMOS電路直接觸發的雙向可控硅交流控制裝置，為CMOS電路的廣泛應用開辟一條新路。
本實用新型的任務是以如下方式實現的，由CMOS電路輸出的控制信號觸發由兩支單向可控硅和一支二極管組成的準雙向可控硅，實現靈敏的小功率交流負載控制，或由準雙向可控硅和一支大功率雙向可控硅組成復合可控硅，實現靈敏的大功率交流負載控制，CMOS電路的輸出可以控制多路負載，只要增加相應的準雙向可控硅或復合可控硅即可。基于CMOS電路工作電壓較寬、工作電流很小的特點，設計一種不用電源變壓器直接運行于交流市電的簡單半波整流濾波電路，為CMOS電路提供工作電源。
本實用新型不需要中間放大環節，觸發靈敏度提高到微安級，可以實現小功率交流負載的控制，也可以實現對幾安、幾十安至幾百安甚至更大交流負載的控制，且電路簡單，元器件少，可以大大縮小體積和降低成本。本實用新型的準雙向可控硅3或復合可控硅4，可以由分立元件組成，也可以組成專用厚膜電路、薄膜電路或集成電路等新型電子電力器件。
本實用新型的具體實施例由以下附圖給出圖1是本實用新型的電路圖；圖2是本實用新型的準雙向可控硅3的工作原理圖；圖3是本實用新型的復合可控硅4的工作原理圖。
以下將結合附圖對本實用新型作進一步的詳細描述。
參照圖1，本實用新型由整流濾波電路1、CMOS電路2、準雙向可控硅3或復合可控硅4組成。若用于控制功率較小的交流負載，可省去復合可控硅4。
本實用新型的整流濾波電路1由整流二極管D1、電阻R1、電容C和穩壓二極管DW組成，整流二極管D1正極接交流市電的一端，D1負極經電阻R1與DW的負極和電容C的正極相聯后，接CMOS電路2的正極，CMOS電路2的負極與DW的正極和電容C的負極相聯后，接交流市電的另一端。由于取消了電源變壓器，直接接于交流市電中，使電路更加簡單實用，可大大縮小了體積，降低了成本。與常用的電容降壓式整流濾波電路相比，仍然是縮小了體積，降低了成本。典型 的CMOS電路為4000系列，其工作電壓為直流3～18伏，靜態電流僅幾個微安，其輸入電流極小，基于CMOS電路的特點，適當選取穩壓二極管DW，調整R1可提供一個或多個CMOS電路所需的電壓和電流，而其交流功耗只有零點幾瓦。
利用CMOS集成塊可以方便地聯接成各種所需要的邏輯控制電路，用以完成預定的控制功能，其CMOS電路2的輸出端Q至少能輸出一毫安的控制電流，作為可控硅的靜態觸發電流，直接驅動一路或多路準雙向可控硅3和復合可控硅4。在CMOS觸發電路2的輸出端經過電阻R2與可控硅SCR1的控制極G聯接，適當調整R2可以保證CMOS觸發電路2能輸出足夠的觸發電流而高電平不下降，又能承受一定的吸收電流而低電平不提高。
參照圖1和圖2，準雙向可控硅3由兩支靈敏的單向可控硅SCR1、SCR2和一支二極管D2組成。二極管D2的正極與SCR2的陰極K相聯后，經負載RZ接交流市電的一端，D2的負極與SCR1的陽極A和SCR2的控制極G相聯，SCR1的陰極K和SCR2的陽極A相聯后，接交流市電的另一端，SCR1的控制極G經電阻R2接CMOS電路2的輸出端Q。準雙向可控硅3的特點是靈敏度高，觸發電流為50～500微安，如選用CRO2AM型或國內型號3CT5K等單向可控硅組成的準雙向可控硅3，其靜態觸發電流可小于200微安。而目前常用的雙向可控硅的觸發電流一般需要毫安級，CMOS觸發電路2的輸出不能直接觸發，需加中間放大環節。本實用新型的準雙向可控硅3不需要中間放大環節，由CMOS電路2的輸出直接觸發，用以控制小功率的交流負載。這種結構形式，與已有的負半周可控硅從屬觸發電路，更加簡單可靠。
參照圖2，進一步闡述準雙向可控硅3的工作原理。設電源電壓為正半周時，M點為正，N點為負，SCR2為反偏截止，二極管D2和單向可控硅SCR1均為正偏，若CMOS電路2輸出的觸發電流IG1大于SCR1的觸發電流時，SCR1導通。當電源電壓為負半周時，N點為正，M點為負，二極管D2和單向可控硅SCR1反偏截止，而SCR2為正偏。由于觸發電流IG1的存在，使SCR1的陰極K和陽極A之間存在反向漏電流IG2，由于D2的作用，IG2只能流入處于正偏的SCR2的控制極G，當IG2為十幾至幾十個微安左右時就可以將SCR2觸發導通。由于SCR1和SCR2反復輪流導通截止，所以通過負載的電流基本是一個完整的正弦波。
參照圖3，復合可控硅4由準雙向可控硅3和一支雙向可控硅SCR3組成。雙向可控硅SCR3的第二電極T2與準雙向可控硅3的一端M相聯后，通過負載RZ接交流市電的一端，SCR3的第一電極T1接交流市電的另一端，SCR3的控制極G接準雙向可控硅3的另一端N。當CMOS電路2的輸出觸發準雙向可控硅3后，由準雙向可控硅3的N點輸出觸發電流IG3，使雙向可控硅SCR3迅速導通。SCR3導通后，由于SCR3兩端電壓迅速下降，IG3也隨之下降，不存在IG3過大燒壞SCR3控制極問題。對SCR3來說，實際是反復工作于可控硅的Ⅰ區和Ⅲ區。
復合可控硅4是利用準雙向可控硅3驅動大功率雙向可控硅SCR3，而準雙向可控硅3仍由CMOS電路2觸發，所以這種復合可控硅4的觸發靈敏度很高，其觸發電流仍為50～500微安，控制的交流負載卻相當大，適當選取SCR3，可以輸出幾安、幾十安至幾百安甚至更大的交流電流。
利用本實用新型的準雙向可控硅3或復合雙向可控硅4，可以單獨組成以微安級電流控制觸發的厚膜電路、薄膜電路或集成電路等新型通用的雙向可控硅系列，以實現包括與CMOS電路在內的集成電路直接相適應的高靈敏交流控制。
權利要求
1.一種可控硅交流控制裝置，由CMOS觸發電路部分和可控硅部分組成，其特征是a、由CMOS電路2的輸出端直接觸發的可控硅部分為準雙向可控硅3，準雙向可控硅3由單向可控硅SCR1、SCR2和二極管D2組成，D2的正極與SCR2的陰極K相聯后，經負載RZ接交流市電的一端，D2的負極與SCR1的陽極A和SCR2的控制極G相聯，SCR1的陰極K和SCR2的陽極A相聯后，接交流市電的另一端，CMOS電路2的輸出端Q經電阻R2接SCR1的控制極G；b、準雙向可控硅3和雙向可控硅SCR3組成復合可控硅4，SCR3的第二電極T2與準雙向可控硅3的一端M相聯后，經負載RZ接交流市電的一端，SCR3的控制極G接準雙向可控硅3的另一端N，SCR3的第一電極T1接交流市電的另一端；c、CMOS電路2的工作電源由整流二極管D1、電阻R1、穩壓二極管DW和電容C組成的整流濾波電路1供給，D1正極接交流市電的一端，D1負極經電阻R1與DW的負極和電容C的正極相聯后，接CMOS電路2的正極，CMOS電路2的負極與DW的正極和電容C的負極相聯后，接交流市電的另一端。
2.根據權利要求
1 所述的可控硅交流控制裝置，其特征在于準雙向可控硅3或復合可控硅4可以由分立元件組成，也可以組成專用厚膜電路、薄膜電路或集成電路器件。
專利摘要
本實用新型涉及一種靈敏的可控硅交流控制裝置，由運行于交流市電的CMOS電路直接觸發由兩支單向可控硅和一支二極管組成的準雙向可控硅，或由準雙向可控硅和一支雙向可控硅組成的大功率復合可控硅。本實用新型以微安級觸發電流，即能實現小功率交流負載的控制，也可以實現對幾安、幾十安至幾百安甚至更大交流負載的控制。利用本實用新型的準雙向可控硅和復合可控硅可以組成以微安級電流控制觸發的新型通用的雙向可控硅系列。
文檔編號H02M1/06GK86206231SQ86206231
公開日1988年2月10日 申請日期1986年8月25日
發明者莊建方, 許斯乾 申請人:廣東省農業機械研究所導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan