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可控矽如何導通和截止

科技 更新时间:2024-07-18 21:16:46

可控矽,也稱為晶閘管,是一種功率半導體器件,一般用在主回路中。它具有體積小、效率高、壽命長等優點。在自動控制系統中,可作為大功率驅動器件,實現用小功率控件控制大功率設備。廣泛應用于交直流電機調速系統中。

1.可控矽基礎知識

可控矽是電流控制型器件,可控矽有三個極:陽極(A)、陰極(K)和控制極(G),其内部是P型導體和N型導體交疊組成的四層結構,共有三個PN 結。晶閘管在工作過程中,它的陽極A和陰極K與電源和負載連接,組成晶閘管的主電路,晶閘管的門極G和陰極K與控制晶閘管的裝置連接,組成晶閘管的控制電路。

晶閘管導通條件:首先要給晶閘管加上正向陽極電壓,同時還要給門極加上正向脈沖電流,二者缺一不可。當晶閘管導通後,無論有沒有門極電壓或者加上反向門極電壓都不會影響晶閘管導通,也就是說當晶閘管導通後,門極失去作用。

晶閘管關斷條件,要想使晶閘管由導通變為截止必須使主電路電壓(或電流)接近零或給主電路加上反向電壓。

可控矽如何導通和截止(18.可控矽基礎知識及應用)1

可控矽電路符号

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可控矽内部結構

可控矽分為單向可控矽(SCR)和雙向可控矽(TRIAC)。

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可控矽特性曲線

二者應用區别:單向可控矽因為隻有陽極電壓大于陰極時,在門極加控制電壓才會導通,反之截止,這和二極管的單向導電性一樣,所以廣泛應用于可控整流。而雙向可控矽在施加正向或反向電壓時受到脈沖觸發都會導通,導通具備開關功能,導通角可控具備調壓功能,所以雙向可控矽在交流電路中能完成開關和調壓雙重功能。

2.可控矽主要參數

可控矽如何導通和截止(18.可控矽基礎知識及應用)4

BT169規格書

①通态電流IT(RMS):可控矽完全導通後,流過A、K兩極的電流即為通态電流IT(On-State Current),實際應用時,AK間通常是交流電壓(如220VAC),因此常将此參數标記為通态平均電流IT(RMS),指可控矽元件可以連續通過的工頻正弦半波電流(在一個周期内)的平均值。

②反向重複峰值電壓(VRRM)或斷态重複峰值電壓(VDRM):即為可控矽的耐壓值。一般為幾百伏到一千多伏。

③門極觸發電壓(VGT)和門極觸發電流(IGT):使可控矽由截止變為導通狀态所需的最小門極電壓和門極電流。

④維持電流(IH):在門極G開路時,要保持可控矽能處于導通狀态所必須的最小正向電流,稱為維持電流。

3.可控矽應用電路

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可控矽調壓器電路

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。當調壓器接上市電後,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又重新充電……如此周而複始,便可調整負載RL上的功率了。

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