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可控硅簡介

2006/9/13 | 來自:

可控硅簡介

    晶閘管(THYRISTOR)又名可控硅,屬于功率器件領域,是一種功率半導體開關元件,可控硅是其簡稱,按其工作特性,可控硅可分為單向可控硅(SCR)、雙向可控硅(TRIAC)。

單向可控硅(SCR) 

單向可控硅有三個PN結,由最外層的P極和N極引出兩個電極,分別稱為陽極和陰極,由中間的P極引出一個控制極。

   單向可控硅有其獨特的特性:當陽極接反向電壓,或者陽極接正向電壓但控制極不加電壓時,它都不導通,而陽極和控制極同時接正向電壓時,它就會變成導通狀態。一旦導通,控制電壓便失去了對它的控制作用,不論有沒有控制電壓,也不論控制電壓的極性如何,將一直處于導通狀態。要想關斷,只有把陽極電壓降低到某一臨界值或者反向。

可控硅在電路中能夠實現交流電的無觸點控制,以小電流控制大電流,并且不象繼電器那樣控制時有火花產生,而且動作快、壽命長、可靠性好。在調速、調光、調壓、調溫以及其他各種控制電路中都有它的身影。

雙向可控硅(TRIAC)

雙向可控硅的引腳多數是按T1、T2、G的順序從左至右排列(電極引腳向下,面對有字符的一面時)。加在控制極G上的觸發脈沖的大小或時間改變時,就能改變其導通電流的大小。與單向可控硅的區別是,雙向可控硅G極上觸發脈沖的極性改變時,其導通方向就隨著極性的變化而改變,從而能夠控制交流電負載。而單向可控硅經觸發后只能從陽極向陰極單方向導通,所以可控硅有單雙向之分。

雙向可控硅按象限來分,又分為四象三端雙向可控硅、三象限雙向可控硅按封裝分:分為一般半塑封裝,外絕緣式全塑封裝; 按觸發電流來分:分為微觸型、高靈敏度型、標準觸發型;按電壓分:常規電壓品種、高壓品種。

可控硅的應用領域:

   可控硅產品由于它在電路應用中的效率高、控制特性好、壽命長、體積小、功能強等優點,自上個世紀六十長代以來,獲得了迅猛發展,并已形成了一門獨立的學科?!熬чl管交流技術”。

    可控硅發展到今天,在工藝上已經非常成熟,品質更好,成品率大幅提高,并向高壓大電流發展。

可控硅在應用電路中的作用體現在:可控整流:如同二極管整流一樣,將交流整流為直流,并且在交流電壓不變的情況下,有效地控制直流輸出電壓的大小即可控整流,實現交流→可變直流之轉變;無觸點功率靜態開關(固態開關):作為功率開關元件,可控硅可以代替接觸器、繼電器用于開關頻率很高的場合?!∫虼丝煽毓柙粡V泛應用于各種電子設備和電子產品的電路中,多作可控整流、逆變、變頻、調壓、無觸點開關等用途。家用電器中的調光燈、調速風扇、冷暖空調器、熱水器、電視、冰箱、洗衣機、照相機、音響組合、聲控電路、定時控制器、感應燈、圣誕燈控制器、自動門電路、以及玩具裝置、電動工具產品、無線電遙控電路、攝像機等工業控制領域等都大量使用了可控硅器件。在這些應用電路中,可控硅元件多用來作可控整流、逆變、變頻、調壓、無觸點開關等。

可控硅成功應用的十條規則:  

    1. 為了導通單向可控硅(或雙向可控硅),必須有門極電流≧IGT ,直至負載電流達到≧IL 。這條件必須滿足,并按可能遇到的最低溫度考慮。

2. 要斷開(切換)單向可控硅(或雙向可控硅),負載電流必須<IH, 并維持足夠長的時間,使能回復至截止狀態。在可能的最高運行溫度下必須滿足上述條件。

3. 設計雙向可控硅觸發電路時,只要有可能,就要避開3+象限(MT2-,G+)。

4. 為減少雜波吸收,門極連線長度降至最低。返回線直接連至MT1(或陰極)。若用硬線,用螺旋雙線或屏蔽線。門極和MT1 間加電阻1kΩ或更小。高頻旁路電容和門極間串接電阻。另一解決辦法,選用H 系列低靈敏度雙向可控硅。

5. dVD/dt dVCOM/dt 可能引起問題,在MT1 MT2 間加入RC 緩沖電路。若高dICOM/dt 可能引起問題,加入一幾mH 的電感和負載串聯。另一種解決辦法,采用Hi-Com 雙向可控硅。

6. 假如雙向可控硅的VDRM 在嚴重的、異常的電源瞬間過程中有可能被超出,采用下列措施之一:負載上串聯電感量為幾μH 的不飽和電感,以限制dIT/dt; 用MOV 跨接于電源,并在電源側增加濾波電路。

7. 選用好的門極觸發電路,避開3+象限工況,可以最大限度提高雙向可控硅的dIT/dt 承受能力。

8. 若雙向可控硅的dIT/dt 有可能被超出,負載上最好串聯一個幾μH 的無鐵芯電感或負溫度系數的熱敏電阻。另一種解決辦法:對電阻性負載采用零電壓導通。

9.器件固定到散熱器時,避免讓雙向可控硅受到應力。固定,然后焊接引線。不要把鉚釘芯軸放在器件接口片一側。

10.為了長期可靠工作,應保證Rth j-a 足夠低,維持Tj 不高于Tjmax ,其值相應于可能的最高環境溫度。

 

 

 

                 

           

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