串聯靜態開關

下圖可以看到一個半波串聯靜態開關。當按下開關以允許電源輸入時，在輸入信號的正循環期間，SCR 柵極處的電流變為活動狀態，從而打開 SCR。

電阻R1控制和限制柵極電流量。

在接通條件下，SCR的陽極到陰極電壓VF降低到RL的導通值水平。這導致柵極電流急劇降低，柵極電路的損耗最小。

在負輸入周期中，SCR被關閉，因為陽極變得比陰極更多的負極。二極管D1保護SCR免受柵極電流反轉的影響。

上圖的右側部分顯示了負載電流和電壓的結果波形。波形看起來像負載上的半波電源。

閉合開關允許用戶在輸入交流信號的正周期內發生相位位移時達到低于 180 度的導通電平。

為了實現90°至180°之間的導通角，可以使用以下電路。這種設計與上述類似，只是電阻器在這里是可變電阻的形式，并且省去了手動開關。

使用R和R1的網絡可確保在輸入AC的正半周期內為SCR提供適當控制的柵極電流。

將可變電阻R1滑塊臂移動到最大值或朝最低點移動，柵極電流可能會變得太弱而無法到達SCR的柵極，這將永遠不會允許SCR接通。

另一方面，當它向上移動時，柵極電流將緩慢增加，直到達到SCR開啟幅度。因此，使用可變電阻器，用戶可以將SCR的導通電流電平設置為0°至90°之間的任何位置，如上圖右側所示。

對于R1值，如果它相當低，將導致SCR快速觸發，導致從上面的第一個圖（180°傳導）獲得類似的結果。

但是，如果R1值較大，則需要更高的正輸入電壓來觸發SCR。這種情況不允許我們將控制擴展到90°相位位移，因為此時輸入處于最高電平。

如果SCR無法在此電平下觸發，或者在交流周期的正斜率處輸入電壓的較低值下，則輸入周期的負斜率的響應將完全相同。

從技術上講，SCR的這種工作方式稱為半波可變電阻相位控制。

該方法可有效用于需要RMS電流控制或負載功率控制的應用。

使用可控硅的電池充電器

SCR的另一個非常流行的應用是電池充電器控制器的形式。

下圖顯示了基于 SCR 的電池充電器的基本設計。陰影部分將是我們的主要討論領域。

上述SCR控制電池充電器的工作原理可以通過以下解釋來理解：

降壓交流電輸入通過二極管D1、D2進行全波整流，并通過SCR陽極/陰極端子供電。可以看到正在充電的電池與陰極端子串聯。

當電池處于放電狀態時，其電壓足夠低，以保持SCR2處于關斷狀態。由于 SCR2 處于打開狀態，SCR1

控制電路的行為與前面段落中討論的串聯靜態開關完全相同。

當輸入整流電源具有足夠的額定值時，觸發SCR1上的柵極電流，該柵極電流由R1調節。

這會立即打開 SCR，電池開始通過陽極/陰極 SCR 傳導充電。

一開始，由于電池的放電水平較低，VR將具有R5預設或電位分配器設置的較低電位。

此時，VR電平將太低，無法打開11 V齊納二極管。在非導通狀態下，齊納二極管幾乎就像一個開路，導致SCR2完全關閉，因為柵極電流幾乎為零。

此外，C1的存在可確保SCR2不會因電壓瞬變或尖峰而意外導通。

隨著電池充電，其端電壓逐漸上升，最終當達到設定的完全充電值時，VR剛好足以打開11 V齊納二極管，隨后在SCR2上觸發。

一旦SCR2點火，它就會有效地產生短路，將R2端端端子接地，并在SCR1的柵極啟用R2、R1網絡產生的電位分壓器。

SCR1柵極R2/R1分壓器的激活導致SCR1柵極電流瞬間下降，迫使其關斷。

這會導致電池的電源被切斷，確保電池不會過度充電。

在此之后，如果電池電壓趨于降至預設值以下，則 11 V 齊納二極管將關閉，導致 SCR1 再次打開以重復充電周期。

使用 SCR 的交流加熱器控制

上圖顯示了使用 SCR 的經典加熱器控制應用。

該電路設計為根據恒溫器開關打開和關閉 100 瓦加熱器。

這里使用了玻璃中的汞恒溫器，它應該對周圍溫度水平的變化非常敏感。

確切地說，它甚至可以感應到0.1°C的溫度變化。

然而，由于這些類型的恒溫器通常額定處理1 mA左右范圍內的非常小的電流，因此它在溫度控制電路中不太受歡迎。

在所討論的加熱器控制應用中，SCR用作電流放大器，用于放大恒溫器電流。

實際上，SCR不像傳統的放大器那樣起作用，而是作為電流傳感器，它允許不同的恒溫器特性來控制SCR的更高電流電平切換。

我們可以看到，SCR的電源是通過加熱器和全橋整流器施加的，這允許為SCR提供全波整流直流電源。

在此期間，當恒溫器處于開路狀態時，0.1uF電容兩端的電位通過每個整流直流脈沖產生的脈沖充電至SCR柵極電位的點火水平。

電容器充電的時間常數由RC元件的乘積確定。

這使得SCR能夠在這些脈沖直流半周期觸發期間導通，允許電流通過加熱器，并允許所需的加熱過程。

當加熱器升溫且溫度升高時，在預定點，導致導電恒溫器激活并在 0.1uF 電容器上產生短路。這反過來又會關閉 SCR

并切斷加熱器的電源，導致其溫度逐漸下降，直到它下降到再次禁用恒溫器并且 SCR 啟動的水平。