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台基可控硅 |
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可控硅是一种大功率电器元件,也称晶闸管。它具有体积小、、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。
可控硅有多种分类方法:
1、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、门极关断可控硅(GTO)、BTG可控硅、温控可控硅和光控可控硅等多种;
2、按引脚和极性分类:可控硅按其引脚和极性可分为二极可控硅、三极可控硅和四极可控硅;
3、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;
4、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;
5、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;
6、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,是过零点才触发,导通可控硅;
7、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。
鉴别可控硅三个极的方法很简单,根据P-N结的原理,只要用万用表测量一下三个极之间的电阻值就可以。
阳极与阴极之间的正向和反向电阻在几百千欧以上,阳极和控制极之间的正向和反向电阻在几百千欧以上(它们之间有两个P-N结,而且方向相反,因此阳极和控制极正反向都不通);
控制极与阴极之间是一个P-N结,因此它的正向电阻大约在几欧-几百欧的范围,反向电阻比正向电阻要大。可是控制极二极管特性是不太理想的,反向不是完全呈阻断状态的,可以有比较大的电流通过,因此,有时测得控制极反向电阻比较小,并不能说明控制极特性不好。另外,在测量控制极正反向电阻时,万用表应放在R*10或R*1挡,防止电压过高控制极反向击穿。
若测得元件阴阳极正反向已短路,或阳极与控制极短路,或控制极与阴极反向短路,或控制极与阴极断路,说明元件已损坏。
可控硅是可控硅整流元件的简称,是一种具有三个PN结的四层结构的大功率半导体器件。实际上,可控硅的功用不仅是整流,它还可以用作无触点开关以快速接通或切断电路,实现将直流电变成交流电的逆变,将一种频率的交流电变成另一种频率的交流电,等等。可控硅和其它半导体器件一样,其有体积小、、稳定性好、工作可靠等优点。它的出现,使半导体技术从弱电领域进入了强电领域,成为工业、农业、交通运输、军事科研以至商业、民用电器等方面争相采用的元件。
可控硅使用的10条要知道的规则:
1、为了导通闸流管(或双向可控硅),有门极电流≧IGT ,直至负载电流达到≧IL 。这条件满足,并按可能遇到的低温度考虑;
2、要断开(切换)闸流管(或双向可控硅),负载电流 间,使能回复至截止状态。在可能的高运行温度下满足上述条件;
3、设计双向可控硅触发电路时,只要有可能,就要避开3+象限(WT2-,+);
4、为减少杂波吸收,门极连线长度降至低。返回线直接连至MT1(或阴极)。若用硬线,用螺旋双线或屏蔽线。门极和MT1 间加电阻1kΩ或更小。高频旁路电容和门极间串接电阻。另一解决办法,选用H 系列低灵敏度双向可控硅;
5、若dVD/dt 或dVCOM/dt 可能引起问题,在MT1 和MT2 间加入RC 缓冲电路。若高dICOM/dt 可能引起问题,加入一几mH 的电感和负载串联。另一种解决办法,采用Hi-Com 双向可控硅;
6、假如双向可控硅的VDRM 在严重的、异常的电源瞬间过程中有可能被超出,采用下列措施之一:
负载上串联电感量为几μH 的不饱和电感,以限制dIT/dt;
用MOV 跨接于电源,并在电源侧增加滤波电路;
7、选用好的门极触发电路,避开3+象限工况,可以较大限度提高双向可控硅的dIT/dt 承受能力;
8、若双向可控硅的dIT/dt 有可能被超出,负载上串联一个几μH 的无铁芯电感或负温度系数的热敏电阻。另一种解决办法:对电阻性负载采用零电压导通;
9、器件固定到散热器时,避免让双向可控硅受到应力。固定,然后焊接引线。不要把铆钉芯轴放在器件接口片一侧;
10、为了长期可靠工作,应Rth j-a 足够低,维持Tj 不Tjmax ,其值相应于可能的较高环境温度。
可控硅控制极所需触发脉冲的产生:
可控硅触发电路的形式很多,常用的有阻容移相桥触发电路、单结晶体管触发电路、晶体三极管触发电路、利用小可控硅触发大可控硅的触发电路,等等。今天大家制作的可控硅调压器,多采用的是单结晶体管触发电路。
可控硅的工作原理为:
1、要使晶闸管导通,一是在它的阳极A与阴极K之间外加正向电压,二是在它的控制极G与阴极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;
2、如果阳极或控制极外加的是反向电压,晶闸管就不能导通。控制极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。使导通的晶闸管关断,可以断开阳极电源或使阳极电流小于维持导通的小值(称为维持电流)。如果晶闸管阳极和阴极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。
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