单向晶闸管的工作原理单向晶闸管有三个电极：阳极A、阴极K和控制电极G，由四层半导体PNPN组成。单向晶闸管有三个PN结，其内部结构和等效电路符号如图4-10所示。单相晶闸管可以看作是PNP三极管Vl和NPN三极管V2的组合。v1的基极与V2的集电极相连，v1的集电极与V2的基极相连。结是晶闸管控制电极G，Vl的发射极是晶闸管阳极A，V2的发射极是晶闸管阴极K.晶闸管触发前，阳极A和阴极K处于关断状态，晶闸管触发后，阳极A和阴极K处于导通状态，电流从阳极A流向阴极K，电路如下图所示。
当正向触发电压施加在可控硅整流器的控制电极G和阴极K之间时，可控硅整流器导通，电流流过负载。晶闸管开通后，只要维持A和K之间的直流电压，并维持一定的电流，在去掉触发电压后，晶闸管仍能保持开通。当A和K之间的电压和电流不能维持导通，或者A和K之间的电压极性发生变化时，晶闸管由导通变为截止。
单向可控硅充电电路设计(一)单向可控硅触发器电路图
该电路简单、稳定，可供参考。
可控硅单向充电电路设计(二)12V可控硅充电器电路图
单向可控硅充电的电路图设计(三)充电器直接使用220V交流市电，通过触发电路的控制，其输出电压从0V开始调整，适用于12 V-220 V的电池(组)充电。
工作原理电路的工作原理如图1所示。它由电源电路、触发电路和主控电路三部分组成。220V市电经电源开关S-S’和电源变压器T1降压后，由二极管VD1-VD4组成的全波整流电路整流成为脉动DC电源。一路由电阻R1限流，稳压二极管DW稳压，输出18V左右的梯形波同步稳压电源，作为时基集成电路NE555及其外围器件组成的非稳振荡器的RC延时环节的电源；另一路通过三端稳压集成电路IC1AN7812送出12V稳定梯形波同步稳压电源IC2的工作电源。触发电路由IC2NE555、R2、R3、RP、C1、C2等组成。固定振荡周期小于10ms的不稳定振荡器只能改变输出矩形波的占空比和R4、脉冲变压器T2形成触发脉冲。振荡器之所以采用18V和12V同步稳压电源，是为了增加输出矩形波的占空比，即增加触发脉冲的移相范围。该触发电路的移相范围大于120，通过调节电位器RP可以输出不同触发角的触发脉冲，从而达到控制SCR vs导通角的目的。
实验表明，该触发电路输出的脉冲宽度比任何单结晶体管构成的触发电路大几倍，能可靠地触发反电动势负载和大电感负载电路中的晶闸管可靠导通。
主控电路由熔断器FU、电流表和可控硅VS组成，待充电的电池或蓄电池(组)接通后，可控硅VS获得一个触发脉冲，然后用不同脉宽的脉冲控制VS的导通角，通过调节RP可以满足不同充电电流或电压的蓄电池(组)的充电。
部件选择和制造
电源变压器T1采用一次电压为220V，二次电压为24V，功率为5W的变压器；T2采用MX2000GL22X13的磁罐；一次L1用=0.17mm的高强度漆包线绕制100匝，二次L2用相同线径的漆包线绕制200匝。电阻均由金属薄膜电阻制成。WXD3-13-13多圈电位器用于RP和10A单向晶闸管
触摸金属板开启，SCR1开启，负载要电工作。触摸金属板关断，SCR2导通，继电器J上电，K关断，负载断电。SCR2关断后，电容会给继电器J放电，维持继电器吸合约4秒，所以电路动作更准确。如果用继电器代替负载，可以控制大电流的负载。
触摸台灯单向可控硅充电的电路图设计(五)电路原理图触摸台灯的电路如图所示，分四步控制灯泡亮度。通电后，灯泡不亮。第一次轻触灯罩外壳，会发出低亮度的光；当你第二次触摸灯泡时，它会发出中等亮度的光；当你第三次触摸灯泡时，它会完全打开；当你第四次触摸灯泡时，它就会熄灭，以此类推。该电路常见故障为双向晶闸管97a6断路，灯罩金属外壳与电路触摸输入端接触不良。
调试电路时，将TT6061替换为GS6061，将1N4004替换为1N4007，其他元件与图中相同。经验证，该电路工作可靠，能够实现公式中所描述的功能。但双向晶闸管容易损坏，建议读者在生产中在晶闸管两端串联一个电阻和一个电容组成的保护电路。
单向可控硅充电的电路图设计(VI)可控硅交流调压器由可控整流电路和触发电路组成，其电路原理图如下图所示。从图中可以看出，二极管D1-D4构成桥式整流电路，双基二极管T1构成张弛振荡器作为可控硅的同步触发电路。当调压器接入市电时，220V交流电通过负载电阻R1由二极管D1-D4整流，在可控硅的A、K端形成脉动的DC电压，经电阻R1降压后作为触发电路的DC电源。在交流电的正半周期间，整流电压通过R4、W1对电容器C充电。
当充电电压Uc达到T1管的峰值电压Up时，T1管从关断变为导通，因此电容C通过T1管的E和b1与R2的连接点快速放电，结果在R2上得到一个尖脉冲。该脉冲作为控制信号发送到SCR的控制电极，使SCR导通。晶闸管开通后，管压降很低，一般小于1V，所以张弛振荡器停止工作。当交流电通过零点时，晶闸管自动关断。当交流电处于负半周期时，电容器C被再充电.重复该循环，并且可以调节负载RL上的功率。
单向可控硅充电的电路设计(七)一般书刊上介绍的大功率可控硅触发电路比较复杂，有些元器件很难买到。作者制作的触发电路仅花费几元就成功触发了100A以上的可控硅模块，用于工业淬火炉上380V的调压，并安装了一套用于大功率鼓风机的无级调速，效果很好。该电路也可用作调节220伏交流电源的电器。
参见电路图。将两个单向可控硅SCR 1和SCR2反向并联，然后将控制板与这个触发电路连接，就形成了一个简单实用的大功率无级调速电路。该电路的独特之处在于晶闸管控制极不需要外接电源。只要在这个电路中串联负载，接通电源，就会在两个控制电极和各自的阴极之间产生5V~8V的脉动DC电压。通过调节电位器R2，可以改变两个晶闸管的导通角，在一定程度上增加R2的阻值，可以阻断两个主晶闸管，因此R2也可以起到开关的作用。
电路的另一个特点是两个主晶闸管交替导通，一个的正向压降是另一个的反向压降，所以不存在反向击穿问题。然而，当施加的电压瞬间超过阻断电压时
单向可控硅充电的电路设计(8)这种充电器可以给各种镍镉电池充电，也可以给干电池充电。其充电电流可调。充电终止电压由RP1预先确定。
操作原理
电路原理如图所示。充电开始时，电池组两端的电压较低，不足以导通晶体管VT。RC构成的移相电路为可控硅提供触发电流。相移角由RP2决定。在负半周期间，SCR关闭。因此，晶闸管由电池组以可控的半波整流方式充电。充电电流可以通过调节RP2来调节，最大充电电流由R1设定。指示灯串在电路中，指示充电情况和充电电流。R3用于调节指示灯的亮度。当电池组电压缓慢上升到预定值时，三极管开始导通，晶闸管的导通角减小，充电电流下降直至完全切断，从而充电自动停止，电池组保持在预定电压。因为当电压下降时，晶体管趋于再次关断，可控硅重新启动，但此时导通角很小，电流输出很小，对充电电池有保护作用，防止过充。
部件连接并检查无误后，即可进行调整。调整时，将电流表串联在输入电路中，先短路R3，再将RP2转到最小电阻，调整R1，使电流表指示所需的最大充电电流，从而确定R1。然后去掉短路线，调整R3使指示灯稍微亮一点指示。转动RP2校准其刻度上的电流值(对应于回路上串联的电流表)。最后，校准RP1。找一个输出可变的稳压电源或电池组。正极和负极分别与充电端子连接。调节RP1指示灯关闭，它将是一个预定的电压值。分别用3.0V、4.5V和6V标记RP1的刻度。
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