特性:
常用的有阻容移相桥触发电路、单结晶体管触发电路、晶体三管触发电路、利用小晶闸管触发大晶闸管的触发电路,等等。
可控硅的主要参数有:
1、 额定通态平均电流IT 在一定条件下,阳---阴间可以连续通过的50赫兹正弦半波电流的平均值。
2、 正向阻断峰值电压VPF 在控制开路未加触发信号,阳正向电压还未**过导能电压时,可以重复加在可控硅两端的正向峰值电压。可控硅承受的正向电压峰值,不能**过手册给出的这个参数值。
3、 反向阻断峰值电压VPR 当可控硅加反向电压,处于反向关断状态时,可以重复加在可控硅两端的反向峰值电压。使用时,不能**过手册给出的这个参数值。
4、 触发电压VGT 在规定的环境温度下,阳---阴间加有一定电压时,可控硅从关断状态转为导通状态所需要的小控制电流和电压。
5、 维持电流IH 在规定温度下,控制断路,维持可控硅导通所必需的小阳正向电流。许多新型可控硅元件相继问世,如适于高频应用的快速可控硅,可以用正或负的触发信号控制两个方向导通的双向可控硅,可以用正触发信号使其导通,用负触发信号使其关断的可控硅等等。
可控硅有多种分类方法。
(一)按关断、导通及控制方式分类:可控硅按其关断、导通及控制方式可分为普通可控硅、双向可控硅、逆导可控硅、门关断可控硅(GTO)、BTG可控硅、温控可控硅和光控可控硅等多种。
(二)按引脚和性分类:可控硅按其引脚和性可分为二可控硅、三可控硅和四可控硅。
(三)按封装形式分类:可控硅按其封装形式可分为金属封装可控硅、塑封可控硅和陶瓷封装可控硅三种类型。其中,金属封装可控硅又分为螺栓形、平板形、圆壳形等多种;塑封可控硅又分为带散热片型和不带散热片型两种。
可控硅开关
可控硅开关
(四)按电流容量分类:可控硅按电流容量可分为大功率可控硅、率可控硅和小功率可控硅三种。通常,大功率可控硅多采用金属壳封装,而中、小功率可控硅则多采用塑封或陶瓷封装。
(五)按关断速度分类:可控硅按其关断速度可分为普通可控硅和高频(快速)可控硅。
(六)过零触发-一般是调功,即当正弦交流电交流电电压相位过零点触发,必须是过零点才触发,导通可控硅。
(七)非过零触发-无论交流电电压在什么相位的时候都可触发导通可控硅,常见的是移相触发,即通过改变正弦交流电的导通角(角相位),来改变输出百分比。
可控硅(Silicon Controlled Rectifier) 简称SCR,是一种大功率电器元件,也称晶闸管。它具有体积小、效率高、寿命长等优点。在自动控制系统中,可作为大功率驱动器件,实现用小功率控件控制大功率设备。它在交直流电机调速系统、调功系统及随动系统中得到了广泛的应用。
可控硅分单向可控硅和双向可控硅两种。双向可控硅也叫三端双向可控硅,简称TRIAC。双向可控硅在结构上相当于两个单向可控硅反向连接,这种可控硅具有双向导通功能。其通断状态由控制G决定。在控制G上加正脉冲(或负脉冲)可使其正向(或反向)导通。这种装置的优点是控制电路简单,没有反向耐压问题,因此特别适合做交流无触点开关使用。
结构原件
可控硅是P1N1P2N2四层三端结构元件,共有三个PN结,分析原理时,可以把它看作由一个PNP管和一个NPN管所组成,其等效图解如右图所示。双向可控硅:双向可控硅是一种硅可控整流器件,也称作双向晶闸管。这种器件在电路中能够实现交流电的无触点控制,以小电流控制大电流,具有无火花、动作快、寿命长、可靠性高以及简化电路结构等优点。从外表上看,双向可控硅和普通可控硅很相似,也有三个电。但是,它除了其中一个电G仍叫做控制外,另外两个电通常却不再叫做阳和阴,而统称为主电Tl和T2。它的符号也和普通可控硅不同,是把两个可控硅反接在一起画成的,如图2所示。它的型号,在我国一般用“3CTS”或“KS”表示;国外的资料也有用“TRIAC”来表示的。双向可控硅的规格、型号、外形以及电引脚排列依生产厂家不同而有所不同,但其电引脚多数是按T1、T2、G的顾序从左至右排列(观察时,电引脚向下,面对标有字符的一面)。市场上常见的几种塑封外形结构双向可控硅的外形及电引脚排列
晶闸管特性
为了能够直观地认识晶闸管的工作特性,大家先看这块示教板(图3)。晶闸管VS与小灯泡EL串联起来,通过开关S接在直流电源上。注意阳A是接电源的正,阴K接电源的负,控制G通过按钮开关SB接在1.5V直流电源的正(这里使用的是KP1型晶闸管,若采用KP5型,应接在3V直流电源的正)。晶闸管与电源的这种连接方式叫做正向连接,也就是说,给晶闸管阳和控制所加的都是正向电压。合上电源开关S,小灯泡不亮,说明晶闸管没有导通;再按一下按钮开关SB,给控制输入一个触发电压,小灯泡亮了,说明晶闸管导通了。这个演示实验给了我们什么启发呢?
这个实验告诉我们,要使晶闸管导通,一是在它的阳A与阴K之间外加正向电压,二是在它的控制G与阴K之间输入一个正向触发电压。晶闸管导通后,松开按钮开关,去掉触发电压,仍然维持导通状态。
晶闸管特点
“一触即发”。但是,如果阳或控制外加的是反向电压,晶闸管就不能导通。控制的作用是通过外加正向触发脉冲使晶闸管导通,却不能使它关断。那么,用什么方法才能使导通的晶闸管关断呢?使导通的晶闸管关断,可以断开阳电源(图3中的开关S)或使阳电流小于维持导通的小值(称为维持电流)。如果晶闸管阳和阴之间外加的是交流电压或脉动直流电压,那么,在电压过零时,晶闸管会自行关断。
普通晶闸管基本的用途就是可控整流。大家熟悉的二管整流电路属于不可控整流电路。如果把二管换成晶闸管,就可以构成可控整流电路。以简单的单相半波可控整流电路为例,在正弦交流电压U2的正半周期间,如果VS的控制没有输入触发脉冲Ug,VS仍然不能导通,只有在U2处于正半周,在控制外加触发脉冲Ug时,晶闸管被触发导通。画出它的波形(c)及(d),只有在触发脉冲Ug到来时,负载RL上才有电压UL输出。Ug到来得早,晶闸管导通的时间就早;Ug到来得晚,晶闸管导通的时间就晚。通过改变控制上触发脉冲Ug到来的时间,就可以调节负载上输出电压的平均值UL。在电工技术中,常把交流电的半个周期定为180°,称为电角度。这样,在U2的每个正半周,从零值开始到触发脉冲到来瞬间所经历的电角度称为控制角α;在每个正半周内晶闸管导通的电角度叫导通角θ。很明显,α和θ都是用来表示晶闸管在承受正向电压的半个周期的导通或阻断范围的。通过改变控制角α或导通角θ,改变负载上脉冲直流电压的平均值UL,实现了可控整流。
1:小功率塑封双向可控硅通常用作声光控灯光系统。额定电流:IA小于2A。
2:大;率塑封和铁封可控硅通常用作功率型可控调压电路。像可调压输出直流电源等等。
3:大功率高频可控硅通常用作工业中;高频熔炼炉等。
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