继电器在三端双向可控硅电路中的应用

在电子电路设计中，当涉及到接通交流线路电压至某些负载时，过零功能往往能带来显著优势。我们可以参考安森美关于 “零交叉光耦合三端双向可控硅驱动器”（Zero - Cross Opto Coupled Triac Drivers ）的数据手册来了解相关内容。

下图（图1）是该数据手册中某个电路的简化版本。

图 1:简化的三端双向可控硅驱动器电路，可用于接通交流线电压并向负载供电

在这个简化电路中，通过引脚 2 处的控制输入信号来决定是否将交流电施加到节点上，可控硅及其驱动器的零交叉表现良好。然而，实际应用中可能会遇到不同的需求。比如，需要两个手动操作的按钮，一个用于打开交流电源，另一个用于关闭交流电源，同时还要保留零交叉功能。而且，在所需的负载功率下，受控可控硅所承受的热负荷过于严重，这成为了一个亟待解决的问题。

为了解决上述热负荷问题，我们采用了改进方案，改进后的电路如图 2 所示。

图 2:改进后的三端双向可控硅驱动器电路，加入了一个继电器，当按下按钮时，可控硅利用其零交叉功能打开交流电并输送到负载

在改进电路中，我们加入了一个继电器。该继电器的线圈与负载并联，常开触点与三端双向可控硅开关的阳极和阴极并联。当按下 “开启” 按钮时，可控硅利用其零交叉功能接通交流电并输出至负载，随后继电器触点闭合。继电器闭合后，负载电流的负荷就从可控硅转移至继电器。可控硅开关元件只需在继电器闭合的短时间内工作即可，在实际案例中，这个时间大约为 50ms，略长于交流线电压的三个周期。这样一来，我们既保留了零交叉的优势，又避免了三端双向可控硅开关元件发热的问题。

此外，在光耦合器的输入端设置了一个常开按钮，用于打开负载电源，驱动 LED。实现这个功能的方法有很多种，这里就不详细展开讨论了。另一个常闭按钮则用于断开继电器线圈的驱动。当第一个按钮处于断开状态且空闲，并且由于三端双向可控硅开关元件已经关闭，第二个继电器的触点将断开，从而切断负载电源。

通过这种巧妙的设计，继电器在三端双向可控硅电路中发挥了重要作用，为电子电路设计提供了一种新的思路和解决方案。