儀表工使用溫控器控制電爐溫度時(shí)，溫控器的輸出有過零觸發(fā)、移相觸發(fā)、開關(guān)量輸出和電流輸出等形式供大家選擇。只有確理解晶閘管的過零觸發(fā)和移相觸發(fā)的含義、特點(diǎn)及觸發(fā)電路，才能正確選擇溫控器輸出方式及構(gòu)建溫度控制系統(tǒng)。

什么是晶閘管過零觸發(fā)？
過零觸發(fā)是指當(dāng)加入觸發(fā)信號，晶閘管在交流負(fù)載電壓為零或接近為零時(shí)，晶閘管才導(dǎo)通；當(dāng)斷開觸發(fā)信號，晶閘管要等到交流負(fù)載電壓為零或接近為零時(shí)，晶閘管才斷開。如圖1所示，過零觸發(fā)就是在剛剛過箭頭處觸發(fā)，觸發(fā)信號起始點(diǎn)之后的幾乎整個(gè)半波是全導(dǎo)通的，如圖中陰影所示。過零觸發(fā)是在給定時(shí)間間隔內(nèi)，改變晶閘管導(dǎo)通的周波數(shù)來實(shí)現(xiàn)電壓或功率的控制。當(dāng)過零觸發(fā)的通斷比太小時(shí)會(huì)出現(xiàn)低頻干擾，通常只適用于熱慣性較大的電熱負(fù)載。過零觸發(fā)是改變晶閘管導(dǎo)通的周波數(shù)，輸出波形仍然是正弦波。

圖1 過零觸發(fā)波形示意圖

什么是晶閘管移相觸發(fā)？
如果是在其他時(shí)間觸發(fā)，如圖2則為移相觸發(fā)。此次觸發(fā)的電源有效范圍是從觸發(fā)起到下次零點(diǎn)前的那一部分，即圖中A處半波的陰影范圍。移相觸發(fā)是通過控制晶閘管的導(dǎo)通角來控制晶閘管的導(dǎo)通量，從而改變負(fù)載上所加的功率。其控制波動(dòng)小，使輸出電流、電壓能平滑升降。移相觸發(fā)的輸出波形被斬了一截，所以負(fù)載得到的是一種有缺角的正弦波；因此，移相觸發(fā)會(huì)引起電源波形畸變和高頻電磁干擾。

圖2 移相觸發(fā)波形示意圖

單路晶閘管過零觸發(fā)輸出電路
圖3是某品牌溫控器的單路晶閘管過零觸發(fā)輸出模塊的電路原理圖，該電路采用了MOC3083光電耦合器。它由砷化鎵發(fā)光二極管及具有自動(dòng)過零檢測功能的雙向晶閘管組成。該光電耦合器有六個(gè)引腳，1、2是輸入端，4、6是輸出端。1、2由溫控器的MCU進(jìn)行控制，當(dāng)1、2之間有大于5mA的觸發(fā)電流時(shí)，把發(fā)光二極管點(diǎn)亮，然后MOC3083中的過零檢測電路檢測4、6之間的電壓，電壓出現(xiàn)過零點(diǎn)則觸發(fā)雙向晶閘管，使4、6由斷開狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)。當(dāng)1、2之間的電流消失時(shí)，4、6由導(dǎo)通狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)閿嚅_狀態(tài)。IC1光電耦合器4、6的通斷又控制了BCR1的通斷狀態(tài)，并從溫控器接線端子輸出過零觸發(fā)驅(qū)動(dòng)信號。該電路的輸出管選擇了三象限雙向晶閘管，可以不用外接RC緩沖電路。

圖3 溫控儀單路晶閘管過零觸發(fā)輸出電路

單路晶閘管移相觸發(fā)輸出電路
圖4是某品牌溫控器的單路晶閘管移相觸發(fā)輸出模塊的電路原理圖，圖中驅(qū)動(dòng)輸出采用JST410雙向晶閘管。817光電耦合器是同步信號檢測的隔離器件，它將檢測的過零同步信號傳送至VT1放大后，送至MCU3腳，MCU根據(jù)過零同步信號來確定觸發(fā)信號，使其按移相要求輸出觸發(fā)脈沖信號。MCU 26腳輸出為低電平時(shí)，MOC3052光電耦合雙向晶閘管驅(qū)動(dòng)器被觸發(fā)導(dǎo)通，同時(shí)又使K1導(dǎo)通，該移相觸發(fā)驅(qū)動(dòng)信號通過溫控器接線端子輸出，該信號驅(qū)動(dòng)外接的晶閘管導(dǎo)通從而接通電加熱器電源。

圖4 溫控器單路晶閘管移相觸發(fā)輸出電路