過零觸發(fā)是在設(shè)定時間間隔內(nèi)，改變晶閘管導(dǎo)通的周波數(shù)來實現(xiàn)電壓或功率的控制。過零觸發(fā)的主要缺點是當(dāng)通斷比太小時會出現(xiàn)低頻干擾，當(dāng)電網(wǎng)容量不夠大時會出現(xiàn)照明閃爍、電表指針抖動等現(xiàn)象，通常只適用于熱慣性較大的電熱負(fù)載。實際上就相當(dāng)于一個用于交流電路中的“電子開關(guān)”，這個電子開關(guān)的“接通”、“斷開”動作是在交流電流過“0”點完成的。這樣的電路，對用電負(fù)荷不會造成“電流沖擊”。

中文名

過零觸發(fā)

目的

實現(xiàn)電壓或功率的控制

手段

改變晶閘管導(dǎo)通的周波數(shù)

適用

熱慣性較大的電熱負(fù)載

結(jié)構(gòu)工藝

過零觸發(fā)

交流開關(guān)模塊是一種四端無觸點的電子開關(guān)，它由二個反并聯(lián)晶閘管芯片和一個過零觸發(fā)電路組成，并混合集成在同一個盡緣樹脂外殼內(nèi)。形成輸進、輸出端與銅底板之間盡緣的盡緣型模塊，其盡緣耐壓≥2500VRMS。當(dāng)輸進端施加觸發(fā)信號后，其主電路即呈導(dǎo)通狀態(tài)，而無觸發(fā)信號時，即呈阻斷狀態(tài)，但因觸發(fā)電路是過零觸發(fā)，所以輸出器件的導(dǎo)通時刻將延遲到交流正弦波電壓零點交越四周（一般為±10V左右），其工作波形如圖2所示。由圖2可見，當(dāng)ωt=ωt1時加輸進控制電流后，晶閘管未立即導(dǎo)通，直到電源電壓零點交越四周（即±10V左右），晶閘管才導(dǎo)通，負(fù)載才流過電流。當(dāng)ωt=ωt2時停止輸進控制電流，晶閘管不立即關(guān)斷，直至電源電壓零點交越四周（即±10V左右），負(fù)載電流才停止，這樣，負(fù)載電流為正弦波，減少了對電網(wǎng)的干擾。

應(yīng)用領(lǐng)域

銅底板采用預(yù)彎技術(shù)，使其經(jīng)熱焊后仍能很好地與散熱器接觸，從而大大減少了模塊的接觸熱阻。采用既盡緣又導(dǎo)熱的DBC陶瓷板，一方面使模塊熱阻降低，進步了它的載流能力，另一方面使模塊的主電極和控制電極與銅底板之間有≥2500VRMS的盡緣耐壓，因此可以把幾個交流開關(guān)模塊同時安裝在同一接地的散熱器上，使用方便、安全，大大縮小了裝置的體積。晶閘管芯片均采用進口的玻璃鈍化方形芯片，使模塊電參數(shù)一致性好，可靠性高。模塊采用RTV硅橡膠、彈性硅凝膠和環(huán)氧樹脂等多重密封保護，使模塊的氣密性和耐濕潤性能進步，從而使模塊能長期穩(wěn)定可靠地運行。

過零觸發(fā)電路做在一塊多層的PCB板上，并安置在功率器件的上面，電路板涂有RTV盡緣硅橡膠，以進步板上高低壓之間的盡緣性能。過零觸發(fā)電路采用先進的光耦合器件，內(nèi)置集成的過零檢測電路，光電隔離技術(shù)使模塊靜態(tài)dv/dt能力強，輸進控制端與輸出功率端之間的盡緣耐壓高達7.5kV，克服了以往觸發(fā)方式易受電網(wǎng)電壓波動和電源波形畸變的影響，使輸出波形為正弦，波形無畸變，電磁干擾小、無噪音。觸發(fā)電路簡單可靠，調(diào)整輸進控制電路的輸進電阻值，可以適應(yīng)不同輸進電壓（5V、12V、24V）的要求，但輸進控制電流必須控制在12mA左右，可使觸發(fā)器件的壽命成倍進步。

交流開關(guān)模塊與機械式開關(guān)相比，具有體積小、重量輕、開關(guān)速度快、靈敏度高、動作無噪音、防爆、無火花、壽命長、免維護、耐振動、抗沖擊、可靠性高等優(yōu)點。因此，它已被廣泛用于計算機的外圍接口和裝置上，用于恒溫控制、交流電機控制、調(diào)功、電磁閥控制、單相和三相交流無觸點電力開關(guān)、數(shù)控機械、遠控和各種產(chǎn)業(yè)自動化裝置以及晶閘管投切電容器型（TSC）靜止無功補償?shù)葓龊?，這對解決機電一體化、小型化、自動化、抗干擾、防爆等提供了可靠的器件物質(zhì)基礎(chǔ)。

過電流

晶閘管交流開關(guān)模塊的過電壓和過電流保護與分立晶閘管的保護方法一樣。模塊過流保護可以采用外接快速熔斷器，傳感器和快速過流繼電器等方法，但一般常用方法是外接快速熔斷器，圖4是其接法?？烊鄣倪x用原則是其額定電壓應(yīng)略大于電路的正常工作電壓，如380V電壓選用500V的快熔；其額定電流應(yīng)按它所保護模塊實際通過的電流IR（RMS）來選配，而不是根據(jù)模塊的標(biāo)稱額定電流值來選配快速熔斷器。

過電壓保護?模塊過壓保護一般采用阻容吸收和壓敏電阻并用方式。對于持續(xù)時間較短，能量不大的過電壓，一般采用在模塊兩端并聯(lián)阻容吸收電路的方法，吸收電容把過電壓的電磁能量變成靜電能量存貯，吸收電阻除可防止電路振蕩外，還可限制晶閘管導(dǎo)通時電容放電產(chǎn)生的開通損耗和di/dt值，其接線方式如圖5所示。并聯(lián)在交流開關(guān)模塊的RC值可參考表2所列數(shù)值。對于持續(xù)時間較長，能量較大的過電壓，如雷擊引起的過電壓，將采用壓敏電阻保護。其接線方式如圖6所示。在選取壓敏電阻時，首先要確定它的標(biāo)稱電壓（V1mA）值，這是指壓敏電阻流過1mA電流時，它兩真?zhèn)€電壓。考慮到電網(wǎng)波動以及安全系數(shù)，一般380V電源采用1000V，220V電源采用630V的壓敏電阻。而壓敏電阻的通流容量應(yīng)大于電路實際浪涌電流值，一般為3～15kA。晶閘管交流開關(guān)模塊的應(yīng)用范圍已很廣泛，使用技術(shù)亦很成熟。