本发明涉及可控硅的触发电路，特别涉及一种正温度系数热敏电阻补偿的可控硅触发电路。
背景技术：
构成可控硅的半导体材料对周围温度的变化十分敏感，导致可控硅的各项参数也随温度变化而变化，其中触发电流受温度影响尤为引人注目。可控硅工作在高温状态时，漏电流增加，同时pn结内少子寿命随温度升高而升高，放大系数随之增大，这两点综合导致栅极触发电流随温度升高而迅速下降，高温时触发电流远比室温要小，低温时触发电流却远比室温时要大。
因此在设计可控硅电路时，现有方案都尽量采用触发电流大的产品，防止可控硅受干扰而误触发导通，但这样可能出现低温时触发电路的驱动电流小于可控硅特性所需触发电流的情况，存在不触发风险，降低了可控硅控制电路的准确性。可见，可控硅的触发电流温度特性大大限制了可控硅的使用温度范围和控制准确性。
技术实现要素：
为了解决现有技术中可控硅触发电流受温度影响导致的误触发和不触发等问题，本发明提供了一种简单可靠，成本低廉的解决方案：采用正温度系数热敏电阻补偿的可控硅触发电路，根据正温度系数热敏电阻的阻值在一定温度区间内随温度升高呈线性增加的特点，减小高温时触发回路中的电流，增大低温时触发回路中的电流，从而可以选择触发电流较大的可控硅，以解决高温时可控硅受干扰误触发和低温时不触发的问题。
本发明通过以下技术方案实现：采用正温度系数热敏电阻补偿的可控硅触发电路，在可控硅触发回路中串联用于补偿可控硅触发电流的正温度系数热敏电阻，利用热敏电阻的正温度系数特性补偿可控硅导通所需触发电流随温度变化的特性；所述正温度系数热敏电阻串联在可控硅的控制极。
在可控硅应用温度范围内，所述正温度系数热敏电阻的电阻值单调上升。
在优选的方案中，所述正温度系数热敏电阻与一固定电阻串联后，再串联在可控硅的控制极。固定电阻的阻值在100～500ω范围内。
在优选的方案中，所述可控硅为双向可控硅，正温度系数热敏电阻与一电容串联后，串联在双向可控硅的控制极。
在另一优选方案中，所述可控硅为单向可控硅，正温度系数热敏电阻串联在单向可控硅的栅极。
本发明解决了可控硅由于温度变化，产生温度漂移，引起的高温误触发以及正常信号低温不触发的问题，提高了可控硅的使用温度区间，扩大触发电流可选择范围。与现有技术相比，本发明具有以下优点和有益效果：
本发明利用正温度系数热敏电阻ptcr的电阻温度特性，实现了低温(-25℃)下可控硅触发电路中电流是室温(25℃)时的2.5倍左右，高温(125℃)下可控硅触发电路中电流是室温(25℃)时的0.2倍左右；与现有技术相比，降低了可控硅触发电路高温时的电流，增大了触发电路低温时的电流，从而可以选择触发电流较大的可控硅，同时解决高温时可控硅受干扰误触发和低温时不触发的问题，扩大了可控硅的使用温度区间和触发电流选择范围，也提高了可控硅的控制精度。
附图说明
图1为实施例1的基于正温度系数热敏电阻补偿的可控硅触发电路连接示意图；
图2为实施例2的基于正温度系数热敏电阻补偿的可控硅触发电路连接示意图。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合附图和实施例对本发明作进一步地说明，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
本实施例以单向可控硅为例，说明本发明正温度系数热敏电阻补偿的可控硅触发电路方案。本实施例采用单向可控硅控制直流电路中负载电流的通断。可控硅触发电路中的控制开关为一个具有电气隔离的光耦开关。
如图1所示，基于正温度系数热敏电阻补偿的可控硅触发电路，包括单向可控硅scr、正温度系数热敏电阻ptcr、分压电阻对r1和r2、电阻器r3、负载、光耦开关和电源v1。其中，分压电阻对r1和r2与电源v1串联；光耦开关一端和分压电阻对的连接处相连，光耦开关另一端和正温度系数热敏电阻ptcr一端连接；正温度系数热敏电阻ptcr另一端和电阻器r3一端连接，电阻器r3另一端和可控硅scr的栅极(即控制极)连接，可控硅scr阴极、阳极分别和电源v1阴极、阳极连接。
本实施例采用的单向可控硅室温触发电流为5ma。所选择的正温度系数热敏电阻ptcr的电阻温度特性为：在-25℃～125℃温度范围，电阻温度系数在1.5～2.5％范围，优选2.0％；室温电阻为200～1000ω，例如为200ω。热敏电阻ptcr由钛酸钡基的正温度系数陶瓷材料制成，并且在可控硅应用温度范围内所述热敏电阻ptcr的电阻值呈现单调上升趋势。
其中，光耦开关、正温度系数热敏电阻ptcr、电阻r3、直流电源v1、分压电阻对r1和r2，以及可控硅scr的栅极和阴极共同组成可控硅scr的触发电路。在室温25℃时，加载信号使光耦开关导通，使得可控硅触发回路有电流，此时可控硅scr导通，测得触发回路电流为5.0ma。
本实施例通过将热敏电阻ptcr与适当阻值的固定电阻r3串联，使可控硅应用温度范围内，触发回路电流维持在可控硅所需最小触发电流和能够承受的最大触发电流范围内。固定电阻r3的阻值在100～500ω范围内。
将整个装置置于-25℃低温环境，加载信号使光耦开关导通，可控硅scr被触发导通，测试得触发回路电流为12.5ma。将整个装置置于125℃高温环境，加载信号使光耦开关导通，可控硅scr被触发导通，测试得触发回路电流为1ma。
为了对比，采用一只电阻值为200ω的固定电阻替换正温度系数热敏电阻ptcr，在室温25℃时，加载信号使光耦开关导通，可控硅触发回路有电流，此时可控硅scr导通，测得触发回路电流为5.0ma。将整个装置置于-25℃低温环境，加载信号使光耦开关导通，此时可控硅不导通，负载没有电流流过。
本实施例采用正温度系数热敏电阻ptcr对触发电路电流进行温度补偿原理，使可控硅scr在-25℃～125℃较宽温度内正常触发导通，解决了较大触发电流的可控硅在低温时的不触发问题。
实施例2
本实施例以双向可控硅为例，说明本发明正温度系数热敏电阻补偿的可控硅触发电路方案。本实施例采用双向可控硅控制交流电源回路中负载的通断。
如图2所示，基于正温度系数热敏电阻补偿的可控硅触发电路，包括双向可控硅triac、正温度系数热敏电阻ptcr、分压电阻对r1和r2、电阻器r3、电容器c1、负载、光耦开关和交流电源v1。其中，分压电阻对r1和r2与交流电源v1串联；光耦开关的一端和分压电阻对的连接处相连，光耦开关另一端和正温度系数热敏电阻ptcr一端连接；正温度系数热敏电阻ptcr另一端和电阻器r3一端连接，电阻器r3另一端和电容器c1相连，电容器c1与双向可控硅triac的控制极连接，双向可控硅triac的第一阳极t1和第二阳极t2分别与交流电源v1两极连接。
本实施例采用的双向可控硅室温触发电流为10ma。所选择的正温度系数热敏电阻ptcr的电阻温度特性为：在-25℃～125℃温度范围，电阻温度系数在1.5～2.5％范围，优选1.5％；室温电阻为300ω。
其中，光耦开关、正温度系数热敏电阻ptcr、电阻r3、交流电源v1、分压电阻对r1和r2、电容器c1，以及双向可控硅triac的触发极和第一阳极共同组成触发电路。在室温25℃时，加载信号使光耦开关导通，使得可控硅触发回路有电流，此时双向可控硅triac导通，测得触发回路电流为10.0ma。
与实施例1相同地，本实施例通过将热敏电阻ptcr与适当阻值的固定电阻r3串联，使可控硅应用温度范围内，触发回路电流维持在可控硅所需最小触发电流和能够承受的最大触发电流范围内。固定电阻r3的阻值在100～500ω范围内。
将整个装置置于-25℃低温环境，加载信号使光耦开关导通，可控硅triac被触发导通，测试得触发回路电流为20ma。将整个装置置于125℃高温环境，加载信号使光耦开关导通，可控硅triac被触发导通，测试得触发回路电流为2.5ma。
为了对比，采用一只电阻值为300ω的固定电阻替换正温度系数热敏电阻ptcr，在室温25℃时，加载信号使光耦开关导通，可控硅触发回路有电流，此时可控硅triac导通，测得触发回路电流为10.0ma。将整个装置置于-25℃低温环境，加载信号使光耦开关导通，此时可控硅不导通，负载没有电流流过。
本实施例采用正温度系数热敏电阻ptcr对触发电路电流进行温度补偿原理，使可控硅triac在-25℃～125℃较宽温度内正常触发导通，解决了较大触发电流的可控硅在低温时的不触发问题。
上述实施例为本发明性能较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。