平滑的电机电力输送与零交叉光敏可控硅

在向负载输送交流电源时，理想的情况是电源输送平稳，没有可能损坏某些组件的电感峰值或峰值。无论你使用的是机械开关、继电器，还是像可控硅这样的固态电气开关，都可能会有电流突然涌向负载组件。从用户的角度来看，这是不安全的，可能会损坏当前路径中的某些组件。

当您需要电隔离和固态开关与平稳的电源传输时，解决方案是使用过零光可控硅。这些元件将过零电路集成到光可控硅封装中，该封装将检测负载电压越过0v的瞬间，并将锁存以允许电流流向负载。下面将回顾过零探测器的应用，我们将展示一个简单的例子，可以在商用光可控硅中找到。

为什么光导器需要过零探测器

光可控硅主要用于向电阻性负载输送电力，这意味着所输送的电压和电流将是同相的。当光可控硅的输入脉冲将组件开关为ON时，在施加ON脉冲的瞬间，我们希望传递给负载的交流电源可能不在0v。这给用户和负载组件带来了安全问题。

如果在光可控硅开关的瞬间，交付的交流电压非零，产生的电流将很快从0a上升到其标称值。这种快速上升的电流产生了多个问题:

• 电流可能瞬间朝与预期相反的方向流动，这可能会损坏负载(有时称为假触发)。
• 如果光可控硅是占空比控制，所产生的快速电流尖峰将产生强辐射电磁干扰
• 对于像照明这样的负载，突然的热冲击会损坏或破坏负载组件

无过零电路的光可控硅供电。请注意，交流负载电流从零迅速上升。

为了防止涌流，可能需要一些额外的组件或电路来减缓电流的输送，例如缓冲器。然而，在这种交流应用中提供电力的最佳方法是使用过零检测器。

过零光可控硅波形

下图显示了一个典型的光可控硅封装，其中一个可控硅正被光可控硅的输出驱动。当光可控硅被打开时，外部可控硅也被打开。由于光可控硅封装中包含过零探测器，探测器只会在线电压越过0v时调制光可控硅的输出。

在本例中，如果光可控硅输入脉冲小于线路电压的½周期，则电流波形可以显示半波周期。如果输入脉冲下降到0v，输出可控硅将继续导通，直到输出电流下降到保持电流以下。在这一点上，可控硅将关闭。

过零检测电路只允许交流电流到达负载一旦电压超过0v。

讨论二阶导数过零检测器

这种在电力传输中的应用需要一个过零检测器电路，一旦传输电压超过0v，该电路就可以快速响应并打开光可控硅。构建这些电路的一种方法是使用光电晶体管，可控硅和一个标准的可控硅，其中光电晶体管由LED触发。另一种方法是使用运放作为比较器来触发输出电流传递到负载。

无功负荷

如果负载元件是无功的，那么传递到负载的电流和电压就不会在相位上。在负载强无功的情况下，有三种方案可以提供电力:

• 过零检测器电路必须延迟电流流向负载
• 在输出端设置一些小的电阻可以减缓上升时间以抑制误触发
• 缓冲器也可以与负载一起使用，以减缓上升时间

最简单的解决方案是在光可控硅的输出端使用一个缓冲器(RC电路)。这将适用于电容性或感性负载(如电机)，后者占电力输送中使用的大部分负载。缓冲器+感性负载情况将形成一个RLC电路，因此R和C值需要足够大，以确保接通电流响应过阻尼．

带缓冲器电路的过零光可控硅示例。

原则上，您可以构建自己的过零探测器，并将其用于光可控硅(或任何其他应用程序)，这些探测器内置在一些光可控硅包中。组件供应商将在其数据表中明确指出组件包中存在过零电路。如果您坚持使用外部过零检测器，也有来自主要供应商的过零检测器ic。

当您准备使用光可控硅和过零探测器创建和模拟光学隔离电路时，您可以使用中的仿真工具设计和模拟电路PSpice软件从节奏．PSpice用户可以访问功能强大的SPICE模拟器以及专业设计功能，如模型创建、绘图和分析工具等等。

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