大多数家庭使用的电器都需要交流电源才能运行。这种交流电或交流电通过一些电力电子开关的开关操作提供给电器。为了负载的平稳运行，有必要控制施加到它们的交流电源。这又通过控制电力电子开关（如 SCR）的开关操作来实现。

控制可控硅开关动作的两种方法

• 相位控制方法：这是指参考交流信号的相位来控制 SCR 的开关。通常，晶闸管在 AC 信号开始的 180 度处被触发。或者换句话说，在交流信号波形的过零处，触发脉冲被施加到晶闸管的栅极端子。在控制 SCR 的交流电源的情况下，通过增加脉冲之间的时间来延迟这些脉冲的应用，这称为触发角延迟控制。然而，这些电路会产生高次谐波并产生射频 RFI 和较大的浪涌电流，并且在较大的功率水平下，需要更多的滤波器来降低 RFI。

• 积分循环切换：积分循环控制是另一种用于将 AC 直接转换为 AC 的方法，称为零开关或循环选择。积分周期触发涉及交流开关电路，尤其涉及积分周期零电压交流开关电路。当零电压开关用于切换低功率因数（电感负载）（如电机或电源变压器）时，会导致公用线路上的电源变压器过热。因此负载电流的饱和是过高的浪涌电流。积分周期零电压开关的另一种方法涉及使用双稳态存储元件和逻辑电路的相对复杂的布置，其有效地计算负载电流的半周期数。积分周期切换包括接通电源以加载整数个周期，然后关闭电源再进行多个积分周期。由于晶闸管的零电压和零电流开关，产生的谐波将减少。使用积分循环切换平滑电压是不可能的，而且频率是可变的。通过晶闸管的短路触发进行整体循环切换作为一种方法来消除交流信号的整个循环、循环或部分循环，是一种众所周知的控制交流电源的古老方法，尤其是在交流加热器负载上。然而，利用单片机实现电压波形窃周期的概念，按照汇编/C语言编写的程序可以非常精确。

使用此方案的一个副作用是输入电流或电压波形的不平衡，因为周期在负载上打开和关闭，因此它们适用于特定负载，而不是触发角控制方法来最小化 THD。

在进入每种控制类型的示例之前，让我们简要介绍一下过零检测。

过零检测或过零电压

术语零电压交叉是指交流信号波形上信号与波形的零参考点相交的点，或者换句话说，信号波形与 x 轴相交的地方。它用于测量周期信号的频率或周期。它还可用于产生同步脉冲，用于触发可控硅的栅极端子，使其以180度触发角导通。

本质上，正弦波具有电压越过零点、反转方向并完成正弦波的节点。

通过在零电压点切换交流负载，我们实际上消除了电压引起的损耗和压力。

过零检测或零电压检测 ZVS 或 ZVR 电路

通常，用于过零检测的运算放大器用作比较器，比较脉动直流信号（通过整流交流信号获得）和参考直流电压（通过过滤脉动直流信号获得）。参考信号提供给同相端，而脉动电压提供给反相端。

如果脉动直流电压小于参考信号，则在比较器的输出端产生逻辑高信号。因此，对于交流信号的每个过零点，过零检测器的输出都会生成脉冲。

积分开关周期控制 (ISCC)：

为了消除积分循环切换和相位控制切换的缺点，积分切换循环控制被用于加热负载的控制。ISCC 电路有 3 个部分。第一个包含一个电源，用于驱动所有内部放大器并将栅极能量馈送到功率半导体器件。第二部分包括通过感测零电源电压实例的零电压检测并提供相位延迟。在第三部分中，需要一个放大级来放大控制信号以提供打开电源开关所需的驱动。ISCC电路由Firing circuit & Power Amplifier (FCPA) 和控制负载的电源组成。

FCPA 由晶闸管的栅极驱动器组成，TRIAC 在建议的设计中用作功率器件。双向晶闸管导通时可在任一方向传导电流，故称双向晶闸管或双边晶闸管。三端双向可控硅开关是一种方便的交流电路开关，它允许使用毫安级控制电流来控制大功率流。

积分循环开关的应用——积分开关的工业电源控制

这种方法可用于控制交流电源，尤其是跨线性负载，例如电炉中使用的加热器。在这种情况下，微控制器根据接收到的中断提供输出，作为生成触发脉冲的参考。

使用这些触发脉冲，我们可以驱动光隔离器来触发 Triac，以根据与微控制器接口的开关实现积分周期控制。代替电机提供电灯用于观察其功能。

这里使用过零检测器为晶闸管的栅极脉冲提供触发脉冲。这些脉冲的应用是通过微控制器和光隔离器控制的。微控制器被编程为将脉冲施加到光隔离器一段固定的时间，然后停止施加脉冲另一段固定的时间。这导致完全消除了施加到负载的交流信号波形的几个周期。光隔离器相应地根据来自微控制器的输入驱动晶闸管。因此，控制提供给灯的交流电源。

相控开关的应用——可编程交流电源控制

该方法用于通过控制灯的交流电源来控制灯的强度。这是通过延迟将触发脉冲施加到 TRIAC 或使用触发角延迟方法来完成的。过零检测器在应用于微控制器的交流波形的每个过零处提供脉冲。最初，微控制器将这些脉冲提供给光隔离器，光隔离器相应地立即触发晶闸管，从而使灯以全强度发光。现在使用与微控制器接口的键盘，将所需的百分比强度应用到微控制器，并对其进行编程以相应地延迟对光隔离器的脉冲应用。因此晶闸管的触发被延迟并且因此灯的强度被控制。

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