單向可控矽的測試

可控矽的意思：可控的矽整流器，其整流輸出電壓是受控的，常與移相或過零觸發電路配合，應用于交、直流調壓電路。可控矽是在晶體管基礎上發展起來的一種集成式半導體器件。單向可控矽的等效原理及測量電路見下圖1：

圖1 可控矽器件等效及測量電路

單向可控矽為具有三個PN結的四層結構，由最外層的P層、N層引出兩個電極——陽極A和陰極K，由中間的P層引出控制極G。電路符号好像為一隻二極管，但好多一個引出電極——控制極或觸發極G。SCR或MCR為英文縮寫名稱。

從控制原理上可等效為一隻PNP三極管與一隻NPN三極管的連接電路，兩管的基極電流和集電極電流互為通路，具有強烈的正反反饋作用。一旦從G、K回路輸入NPN管子的基極電流，由于正反饋作用，兩管将迅即進入飽合導通狀态。可控矽導通之後，它的導通狀态完全依靠管子本身的正反饋作用來維持，即使控制電流（電壓）消失，可控矽仍處于導通狀态。控制信号UGK的作用僅僅是觸發可控矽使其導通，導通之後，控制信号便失去控制作用。

單向可控矽的導通需要兩個條件：

1）、A、K之間加正向電壓；

2）、G、K之間輸入一個正向觸發電流信号，無論是直流或脈沖信号。

若欲使可控矽關斷，也有兩個關斷條件：

1）、使正向導通電流值小于其工作維持電流值；

2）、使A、K之間電壓反向。

可見，可控矽器件若用于直流電路，一旦為觸發信号開通，并保持一定幅度的流通電流的話，則可控矽會一直保持開通狀态。除非将電源開斷一次，才能使其關斷。若用于交流電路，則在其承受正向電壓期間，若接受一個觸發信号，則一直保持導通，直到電壓過零點到來，因無流通電流而自行關斷。在承受反向電壓期間，即使送入觸發信号，可控矽也因A、K間電壓反向，而保持于截止狀态。

可控矽器件因工藝上的離散性，其觸發電壓、觸發電流值與導通壓降，很難有統一的标準。可控矽器件控制本質上如同三極管一樣，為電流控制器件。功率越大，所需觸發電流也越大。觸發電壓範圍一般為1.5V—3V左右，觸發電流為10mA—幾百mA左右。峰值觸發電壓不宜超過10V，峰值觸發電流也不宜超過2A。A、K間導通壓降為1—2V。主要工作參數有正、反向耐壓值和正向平均電流、觸發電流（電壓）值、維持電流值等。

可控矽器件的檢測：

1）、用萬用表粗測可控矽的好壞。用電阻x1k檔，正、反向測量A、K之間的電阻值，均接近無窮大；用電阻x10Ω檔測量G、K之間的電阻，從十幾歐姆至百歐姆，功率越大歐姆值越小。正、反向電阻值相等或差異極小。說明可控矽的G、K并不像一般三極管的發射結，有明顯的正、反向電阻的差異。這種測量方式是有局限性的，當A、K之間已呈故障開路狀态時，則無法測出好壞。有的G、K間電阻值極小，也難以判别兩控制極是否已經短路。

2）、較為準确的測量方法，是如圖1中的右圖，為可控矽連接上電源和負載，才能得出好壞的結論。方法是：将可控矽接入電路，可控矽因無觸發信号輸入，小燈泡HL1無電流通路不發光；将A、G短接一下再斷開，可控矽受觸發而導通，并能維持導通（燈泡的額定電流應大于100mA），燈泡一直發光，直到斷開電源。再接通電源時，燈泡不亮。可控矽器件基本上是好的。

3）、可控矽有以下幾種損壞情況：

a、A、K極間短路或斷路；b、G、A極間短路或斷路；c、三個電極之間的短路。

還有一種損壞情況很讓人迷惑（這種狀态當然極為少見），用上述1、2種檢測方法檢測，可控矽是好的，但接到交流電路中，便失去可控整流作用。故障可控矽在未接受觸發信号前，呈開路狀态，是對的。觸發電流輸入後，可控矽開通了，交流輸入的正、負半波都一齊過去了，單向可控矽成了一隻“交流開關”！變頻器整流電流中，若有這種情況發生，儲能電容非噴液了不可。可控矽的這種損壞情況，不能用短路或擊穿來說明了，隻能說這隻可控矽已經失效——失去整流作用了！

圖2 變頻器主電路的可控三相整流電路

變頻器的主電路的整流電路中，往往采用上三臂單向可控矽和下三臂整流二極管組成的三相可控整流電路，以代替充電接觸器實現上電瞬間對直流回路儲能電容的“軟充電”控制。三相可控整流電路的形式如圖2所示。

中功率機型的變頻器，整流電路是由三隻半控橋模塊構成，每隻模塊内部，含一隻整流二極管和一隻單向可控矽器件，每隻模塊有三個主端子：1，交流輸入端；2，可控矽整流正電壓輸出端；3、整流負輸出端。還有兩個觸發端子，4，控制栅極引出端；5，陰極控制線引出端。

三相整流電路中對可控矽模塊的測量方法：]

如果是整機停電狀态下，對可控矽模塊進行測量，可采用圖1中右圖的測試電路。

圖3 變頻器主電路的可控矽測試電路1

做一個測試器：由小型6V電池1塊、6V小電珠1隻、萬用表的表筆（觸碰針）一支和鳄魚夾2隻，可以組裝于肥皂塑料盒或其它适宜的殼體中，那麼一隻高效準确和使用方便的“可控矽測試儀”就制作成功了！

停掉變頻器的整機電源，不需将模塊從電路中拆下，整機正常連接狀态下，即可對可控矽模塊進行測試了。測試步驟如下：

1）、用鳄魚夾連接任一隻可控矽模塊的陽極和陰極（注意電池負端的鳄魚夾連接陰極），觸碰針不去觸碰可控矽的栅極，小電珠不亮。（這時若小電珠亮，說明可控矽已經短路或漏電壞掉了。）；

2）、用觸碰針觸碰一下可控矽陰極後，小電珠點亮（正常亮度很亮啊）。拿掉觸碰針後，小電珠一直亮。（此時有兩種情況，觸碰針與栅極接觸時，小電珠亮，拿掉觸碰針，小電珠不亮，可控矽内部陰極、陰極間斷路損壞；觸碰針接觸栅極時，小電珠也不亮，可控矽的栅極、陰極出現斷路性損壞。）

3）将一隻鳄魚夾脫開連接，小電珠熄滅；再連接鳄魚夾，小電珠仍不亮。直到觸碰針觸碰一下栅極後，小電珠點亮。

測試結束。可控矽是好的，測試過程中，通過小電珠異常的亮/滅狀态，已将可控矽的損壞狀态，明白無誤地檢測出來了。

分别用鳄魚夾連接連接另兩隻可控矽模塊的陽級和陰極，對其進行測試，三隻可控矽的好壞情況便一目了然了。

這種檢測方法最為安全可靠，操作簡便。測試的準确度也較高。

變頻器可控矽整流電路的上電檢測，檢測電路見下圖：

圖4 變頻器主電路的可控矽測試電路2

為變頻器供入380V維修電源（隔離變壓器提供），為了測試電壓值的方便，可将P、P1端子短接線拆除（也可以不拆），在整流輸出的正、負端連接兩隻燈泡，燈泡的功率值越大越好，用1000W的更好，測試準确度會高一些。

用二極管和電阻串接構成簡單的觸發電路，串二極管的目的，使可控矽栅極不承受反向電壓。當用“觸發電路”短接可控被測試可控矽的陽極和栅極時，會出現以下兩種情況：

1）、燈泡亮度正常，此時測量燈泡兩端的直流電壓值，為380×0.45=170V（半波整流值）。觸發電路一直連接也沒有問題，1k10W電阻無溫升。連接觸發電路，燈泡即顯示正常亮度，斷開觸發電路，燈泡即滅。說明可控矽模塊是好的；

2）連接觸發電路，亮度微弱，說明燈泡電流是通過1k10W電阻供給的，電阻有溫升，不要長時間連接，以免燒毀。如果測試燈泡兩端的電壓，僅為幾十伏。說明模塊壞掉，不能被正常觸發。

這種測試方法，通過燈泡的亮度來判斷可控矽的好壞，準确度還是可以的，但測試上不如第一種方法簡便和安全，是帶電操作的，一定要注意安全！三隻模塊也可以一隻一隻地測量。同時測量不準的。

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