可控矽是可控矽整流器的簡稱。可控矽有單向、雙向、可關斷和光控幾種類型。它具有體積小、重量輕、效率高、壽命長、控制方便等優點，被廣泛用于可控整流、調壓、逆變以及無觸點開關等各種自動控制和大功率的電能轉換的場合。

單向可控矽是一種可控整流電子元件，能在外部控制信号作用下由關斷變為導通，但一旦導通，外部信号就無法使其關斷，隻能靠去除負載或降低其兩端電壓使其關斷。單向可控矽是由三個PN結PNPN組成的四層三端半導體器件與具有一個PN結的二極管相比，單向可控矽正向導通受控制極電流控制；與具有兩個PN結的三極管相比，差别在于可控矽對控制極電流沒有放大作用。

可控矽導通條件：一是可控矽陽極與陰極間必須加正向電壓，二是控制極也要加正向電壓。以上兩個條件必須同時具備，可控矽才會處于導通狀态。另外，可控矽一旦導通後，即使降低控制極電壓或去掉控制極電壓，可控矽仍然導通。 可控矽關斷條件：降低或去掉加在可控矽陽極至陰極之間的正向電壓，使陽極電流小于最小維持電流以下。

簡易單向可控矽12V觸摸開關電路

觸摸一下金屬片開，SCR1導通，負載得電工作。觸摸一下金屬片關，SCR2導通，繼電器J得電工作，K斷開，負載失電，SCR2關斷後，電容對繼電器J放電，維持繼電器吸合約4秒鐘，故電路動作較為準确。 如果将負載換為繼電器，即可控制大電流工作的負載。

可控矽是一種新型的半導體器件，它具有體積小、重量輕、效率高、壽命長、動作快以及使用方便等優點，活動導入以可控矽實際應用案例的展示，以激發學生的活動興趣。

可控矽控制電路的制作13例

1：可調電壓插座

電路如圖，可用于調溫（電烙鐵）、調光（燈）、調速（電機），使用時隻要把用電器的插頭插入插座即可，十分方便。

V1為雙向二極管2CTS，V2為3CTSI雙向可控矽，調節RP可使插座上的電壓發生變化。

2：簡易混合調光器

根據電學原理可知，電容器接入正弦交流電路中，電壓與電流的最大值在相位上相差90°。根據這一原理，把C1和C2串聯聯接，并從中間取出該差為我所用，這比電阻與電容串聯更穩定。電路中，D1和D2分别對電源的正半波及負半波進行整流，并加到A觸發和C1或C2充電。進一步用W來改變觸發時間進行移相，隻要調整W的阻值，就可達到改變輸出電壓的目的。D1和D2還起限制觸發極的反相電壓保護雙向可控矽的作用。

3：可調速吸塵器

這種吸塵器使用可控矽元件構成調速電路，能根據需要控制電機轉速，以發迹管道吸力的大小。下圖所示的調速電路比較成熟，普遍使用在高檔大功率吸塵器中。

4：光控電子開關

光控電子開關，它的“開”和“關”是靠可控矽的導通和阻斷來實現的，而可控矽的導通和阻斷又是受自然光的亮度（或人為亮度）的大小所控制的。該裝置适合作為街道、宿舍走廊或其它公共場所照明燈，起到日熄夜亮的控制作用，以節約用電。

工作原理：電路如上圖所示，220V交流電通過燈泡H及整流全橋後，變成直流脈動電壓，作為正向偏壓，加在可控矽VS及R支路上。白天，亮度大于一定程度時，光敏二極管D呈現底阻狀态≤1KΩ，使三極管V截止，其發射極無電流輸出，單向可控矽VS因無觸發電流而阻斷。此時流過燈泡H的電流≤2.2mA，燈泡H不能發光。電阻R1和穩壓二極管DW使三極管V偏壓不超過6.8V，對三極管起保護作用。夜晚，亮度小于一定程度時，光敏二極管D呈現高阻狀态≥100KΩ，使三極管V正向導通，發射極約有0.8V的電壓，使可控矽VS觸發導通，燈泡H發光。RP是清晨或傍晚實現開關轉換的亮度選擇元件。

安裝與調試：安裝時，将裝焊好的印制闆放入透明塑料盒内并固定好，将它與受控電燈H串聯，并讓它正對着天幕或房子采光窗前較明亮的空間，避免3米以内夜間燈光的直接照射。調試宜傍晚時進行，調節RP阻值的大小，使受控電燈H在适當的亮度下始點亮。

5：自動延時照明開關

夜晚離開房間，總要先關掉照明燈。可如果燈開關不在門口，那麼關上燈再摸黑走到門口，十分不方便。

本文介紹的一種開關僅用9個元件，可方便地加在原來的開關上，使您的燈在關掉後延時幾十秒鐘，讓您有充足的時間離開房間，免受摸黑之苦。

工作原理：電路原理如下圖所示。A、B分别接在原開關兩端。合上開關S時，交流電的正半周經D6、R2、R1、D1和可控矽控制極，觸發可控矽導通；交流電的負半周經D4、R2、R1、D1和可控矽控制極，觸發可控矽導通。可控矽導通後，相當于短路C、D兩點，因而A、B兩點也經過二極管和導通的可控矽閉合起來。此時照明燈亮。

斷開開關S後，由于電容C1經R1、D1和可控矽控制極放電，使可控矽仍有觸發電流維持導通。放電電流逐漸減小，一段時間後，可控矽截止，燈滅。此電路延時時間約為40～50秒。

元件選擇：可控矽選最大電流1A、耐壓400V的。D1、D3～D6可用1N4004。C1用耐壓630V、35μF的彩電電容。如果合上開關S燈不亮，可适當減小R1的阻值。

6：聲控音樂彩燈

彩燈控制器的電路如下圖，R1、R2、D和C組成電阻降壓半波整波電路，輸出約3V的直流電供SCR的控制回路用。壓電陶瓷片HTD擔任聲-電換能器，平時調W使BG集電極輸出低電平，SCR關斷，彩燈不亮。當HTD接收到聲波信号後，BG集電極電平升高，SCR即開通，所以彩燈能随室内收錄機播出的音樂節奏而閃爍發光。

W可用來調節聲控靈敏度，W由大調小時，聲控靈敏度愈高，但W過小時，電燈常亮，這時就失去聲控作用，使用調試時，将W由大逐漸調小至某一阻值時，電燈即點亮，再将W退回少許（即稍微調大），電燈就熄滅，這時聲控靈敏度最高，離HTD二三米遠處普通談話聲就能使彩燈閃爍。如嫌靈敏度太高，隻要将W調大些即可，電燈長亮不熄，表示BG的放大倍數β值過小，應更換β大些的三極管。電阻均為1/8W碳膜電阻。

7：簡易延時照明燈

本文介紹的這種延時照明燈非常簡單，安裝也十分方便，将它直接連接于普通開關的兩端即可。使用時，打開開關電燈點亮，關燈後由于延時電路的作用使電燈仍亮幾秒鐘後自動熄滅。本電路安全可靠，适合初學者自制。

電路原理：該延時照明燈的電路如附圖所示。延時電路如虛線框内所示。圖中K為拉線開關或牆壁開關，當K閉合後，該延時電路不工作，電燈處于正常的發光狀态。當K被關斷後，該電壓一方面經R1向電容C充電，由于在C的充電期間沒有電流流過R2，則三極管V一直處于截止狀态；另一方面，該電壓經R3、R4向可控矽SCR提供觸發電壓，使可控矽處于導通狀态，因此在關燈後電燈亮一段時間。當電容C被充足電後，使三極管V由截止轉為導通狀态，将可控矽SCR關斷，電燈也就熄滅了。

本電路關燈延時期間，延時時間由R1、C的取值來确定，讀者也可根據各自需要自行确定。本電路中的可控矽，筆者選用的為單向可控矽，在關燈延時期間電燈的亮度約為開燈時亮度的一半，以适合人們的視覺上的需要，同時又可節能。

電路制作：圖中單向可控矽SCR選用MCR100－8，耐壓須為600V以上。燈泡的功率不大于100W為宜。二極管VD為1N4007，V為C1815。電阻均為1／8W碳膜電阻。

制作時，用一小塊電路闆将圖中虛線框内各元器件焊裝上。最好将本電路裝在拉線開關底部凹槽内，用膠水粘牢并将引線接至開關兩接線端即可。

8：單鍵自鎖開關

單鍵自鎖開關說明

1、上電不動作。

2、按鈕按下後再釋放，繼電器吸合。

3、按鈕長按時，繼電器釋放，松開後繼電器吸合。

4、按鈕點按時：繼電器釋放 ←→ 吸合循環動作。

5、因為47Ω電阻有壓降，繼電器可以用DC9V的。

9：簡單的停電自鎖開關

電網供電正常時，它象普通開關一樣使用。按一下K1，220V交流電經R1和R2分壓給雙向可控矽提供一觸發電壓，使雙向可控矽導通。可控矽導通後，在電源電壓正半周期間，少量電流經R4、D向C充電，同時經R3、R2分壓觸發可控矽；在負半周期間，C向R3和R2放電并觸發雙向可控矽，這樣使雙向可控矽繼續導通，保證負載正常工作。一旦電網突然停電，C上的電荷經R3和R2放電。在電網恢複供電後，由于K1常開，C上又無電壓，不能使雙向可控矽觸發導通，電路呈斷開自鎖狀态，因此沒有電流流過負載。隻有重按一下K1，負載才能正常工作，從而有效地防止了因斷電後恢複供電造成的浪費和事故。常閉按鈕K2用于正常供電情況下關斷電路。

10：雙色彩燈

本彩燈是以多諧振蕩器為控制信号，燈光交替閃耀，可給節日晚上（尤其是舞會）增加不少光彩和歡快氣氛。

工作原理如下圖所示。交流220V電源經C1、VD1、VD2及VD3降壓、整流、濾波後，在VD3兩端得到3V的穩定電壓。多諧振蕩器中的VT1、VT2輪流導通，其集電極電流控制雙向晶閘管VS1和VS2工作，彩燈将交替閃爍着光彩。

元器件選擇：電容C1為0.47μ/400V（滌綸電容）、C2為220μ/6V，C3、C4為50μ/16V。電阻R1為1M/1W，R2、R3為20K／1/4W。二極管VD1、VD2選1N4004。穩壓二極管VD3選3V/1W。發光二極管VD4、VD5為FG114001。雙向晶閘管VS1、VS2為TLC3A/400V。三極管VT1、VT2為3CK9D，60≤β≤120。

使用方法：

（1）如彩燈不亮，将3V穩壓管換成4.5V穩壓管。

（2）為防止流過發光二極管VD4、VD5的電流過大，最好在其回路中分别串入一個300Ω的限流電阻。

（3）調整時，改變R1、R2或C1、C2的大小，則可直接控制彩燈相互變化的快慢節奏。

（4）如雙向晶閘管VS1、VS2用3A/400V，最好負載功率在300W以下，切忌不可超過最高限額500W。如想增大功率，可選用電流大于3A的晶閘管，但C1的容量還需增加。如原用0.47μ/400V可換成0.68～1μ/400V即可。

（5）本裝置采用塑料作外殼，以避免市電源對人的觸電，這樣更為安全。

11：可控矽交流調壓器

交流調壓器采用可控矽調壓器。電路簡單、裝置容易、控制方便的可控矽交流調壓器，這可用作家用電器的調壓裝置，進行照明燈調光，電風扇調速、電熨鬥調溫等控制。本活動調壓器的輸出功率達100W，一般家用電器都能使用。

1：電路原理：電路圖如下

可控矽交流調壓器由可控整流電路和觸發電路兩部分組成，從圖中可知，二極管D1—D4組成橋式整流電路，雙基極二極管T1構成張弛振蕩器作為可控矽的同步觸發電路。當調壓器接上220V交流電通過負載電阻RL經二極管D1—D4整流，在可控矽SCR的A、K兩端形成一個脈動直流電壓，該電壓由電阻R1降壓後作為觸發電路的直流電源。在交流電的正半周時，整流電壓通過R4、W1對電容C充電。當充電電壓Uc達到T1管的峰值電壓Up時，T1管由截止變為導通，于是電容C通過T1管的e、b1結和R2迅速放電，結果在R2上獲得一個尖脈沖。這個脈沖作為控制信号送到可控矽SCR的控制極， 使可控矽導通。可控矽導通後的管壓降很低，一般小于1V，所以張弛振蕩器停止工作。當交流電通過零點時，可控矽自關斷。當交流電在負半周時，電容C又從新充電……如此周而複始，便可調整負載RL上的功率了。

2：元器件選擇

調壓器的調節電位器選用阻值為470KΩ的WH114-1型合成碳膜電位器，這種電位器可以直接焊在電路闆上，電阻除R1要用功率為1W的金屬膜電阻外，其佘的都用功率為1/8W的碳膜電阻。D1—D4選用反向擊穿電壓大于300V、最大整流電流大于0.3A的矽整流二極管，如2CZ21B、2CZ83E、2DP3B等。SCR選用正向與反向電壓大于300V、額定平均電流大于1A的可控矽整流器件，如國産3CT

12：電熱毯溫控器

市售電熱毯一般有高、低兩個溫度檔。使用時，撥在高溫檔，入睡後總被熱醒；撥在低溫檔，有時醒來會覺得熱度不夠。為此，筆者制作了這種電熱毯溫控器，它可以把電熱毯的溫度控制在一個适宜的範圍内。

工作原理：電路如下圖所示。圖中IC為NE555時基電路；RP3為溫度調節電位器，其滑動臂電位決定IC的觸發電位V2和阈電位Vf，且V5=Vf=2Vz。220V交流電壓經C1、R1限流降壓，D1、D2整流，C2濾波，DW穩壓後，獲得9V左右的電壓供IC用。室溫下接通電源，因已調V2《Vz、V6《Vf，IC③腳為高電位，BCR被觸發導通，電熱絲通電發熱，溫度逐漸升高。熱敏傳感器BG1随溫度的升高，其穿透電流Iceo增大，V2、V6升高。當V2》Vz，V6≥Vf時，IC翻轉，③腳變為低電位，BCR截止郵電局熱絲停止發熱，溫度開始逐漸下降，BG1的Iceo随之逐漸減小，V2、V6降低。當V6《Vf，V2≤Vz時，IC③腳回到高電位，BCR又被觸發導通，電熱絲又開始發熱。實踐證明，調節RP2使V2=1/2V6時，溫差為零；而V2=V6時最大。

元件選擇：BG1可選用3AX、3AG等PNP型鍺管；BCR用400V以上小型塑封雙向可控矽，其它元件可按圖标選用。

制作要點：熱敏傳感器BG1可用耐溫的細軟線引出，并将其連同管腳接頭裝入一電容器鋁殼内，注入導熱矽脂，制成溫度探頭。使用時，把該探頭放在适當部位即可。

13：安全省電的按鍵式床頭燈

一盞延時式床頭燈，對于許多讀者在夜晚使用是很方便的。本文介紹的按鍵式床頭燈能安全和方便的要求，電路原理如下圖所示。

該床頭燈由節電型單穩态電路和亮度可控照明燈兩部分組成。兩部分靠光電耦合器耦合，電氣部分完全獨立，使用十分安全。當K1斷開時，VT1截止，其集電極電壓為0V，VT2截止，

NE555第①腳接地端開路而不工作，此時，電路的耗電僅為VT1、VT2的穿透電流，約3～5μA，四節電池能使用一年半以上。按下K1後，VT1飽和導通，R3兩端電壓接近電源電壓，VT2飽和導通，NE555工作，此時，NE555第②腳由高電平變為低電平，而且低于1/3的電源電壓，NE555翻轉，第③腳輸出高電平，其一路能過R7驅動光電耦合器4N25，使雙向可控矽VS導通，床頭燈H點亮；另一路通過二極管VD1、電阻R6向VT2提供足夠大的偏流，維持VT2飽和導通，此時，即使K1斷開，VT2的工作狀态也不變，即NE555的暫穩狀态不變。在此期間，電源經R5為C1充電，使C1兩端電壓不斷升高，當C1兩端電壓大于2/3電源電壓時，通過NE555的放電端第⑦腳放電，NE555的暫穩态結束，第三③腳由高電平變為低電平，VT2截止，進入另一個穩定狀态，隻有在K1再次接通時，NE555才再次進入暫穩态，床頭燈再次點亮。

該床頭燈所用元件型号及數據如附圖所示，無特殊要求。整個床頭燈安裝容易，調試簡單，隻要安裝無誤，就能正常使用。若延時時間太短，可加大R5的阻值或C1的容量，反之亦然。安裝時将按鍵部分外置，其餘元件裝入塑料盒内，以确保使用安全。