可控硅简介
2006/9/13 | 来自:可控硅简介
晶闸管(thyristor)又名可控硅,属于功率器件领域,是一种功率半导体开关元件,可控硅是其简称,按其工作特性,可控硅可分为单向可控硅(scr)、双向可控硅(triac)。
单向可控硅(scr) :
单向可控硅有三个pn结,由最外层的p极和n极引出两个电极,分别称为阳极和阴极,由中间的p极引出一个控制极。
单向可控硅有其独特的特性:当阳极接反向电压,或者阳极接正向电压但控制极不加电压时,它都不导通,而阳极和控制极同时接正向电压时,它就会变成导通状态。一旦导通,控制电压便失去了对它的控制作用,不论有没有控制电压,也不论控制电压的极性如何,将一直处于导通状态。要想关断,只有把阳极电压降低到某一临界值或者反向。
可控硅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,并且不象继电器那样控制时有火花产生,而且动作快、寿命长、可靠性好。在调速、调光、调压、调温以及其他各种控制电路中都有它的身影。
双向可控硅(triac):
双向可控硅的引脚多数是按t1、t2、g的顺序从左至右排列(电极引脚向下,面对有字符的一面时)。加在控制极g上的触发脉冲的大小或时间改变时,就能改变其导通电流的大小。与单向可控硅的区别是,双向可控硅g极上触发脉冲的极性改变时,其导通方向就随着极性的变化而改变,从而能够控制交流电负载。而单向可控硅经触发后只能从阳极向阴极单方向导通,所以可控硅有单双向之分。
双向可控硅按象限来分,又分为四象三端双向可控硅、三象限双向可控硅按封装分:分为一般半塑封装,外绝缘式全塑封装; 按触发电流来分:分为微触型、高灵敏度型、标准触发型;按电压分:常规电压品种、高压品种。
可控硅的应用领域:
可控硅产品由于它在电路应用中的效率高、控制特性好、寿命长、体积小、功能强等优点,自上个世纪六十长代以来,获得了迅猛发展,并已形成了一门独立的学科。“晶闸管交流技术”。
可控硅发展到今天,在工艺上已经非常成熟,品质更好,成品率大幅提高,并向高压大电流发展。
可控硅在应用电路中的作用体现在:可控整流:如同二极管整流一样,将交流整流为直流,并且在交流电压不变的情况下,有效地控制直流输出电压的大小即可控整流,实现交流→可变直流之转变;无触点功率静态开关(固态开关):作为功率开关元件,可控硅可以代替接触器、继电器用于开关频率很高的场合。 因此可控硅元件被广泛应用于各种电子设备和电子产品的电路中,多作可控整流、逆变、变频、调压、无触点开关等用途。家用电器中的调光灯、调速风扇、冷暖空调器、热水器、电视、冰箱、洗衣机、照相机、音响组合、声控电路、定时控制器、感应灯、圣诞灯控制器、自动门电路、以及玩具装置、电动工具产品、无线电遥控电路、摄像机等工业控制领域等都大量使用了可控硅器件。在这些应用电路中,可控硅元件多用来作可控整流、逆变、变频、调压、无触点开关等。
可控硅成功应用的十条规则:
1. 为了导通单向可控硅(或双向可控硅),必须有门极电流≧igt ,直至负载电流达到≧il 。这条件必须满足,并按可能遇到的最低温度考虑。
2. 要断开(切换)单向可控硅(或双向可控硅),负载电流必须
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(mt2-,g )。
4. 为减少杂波吸收,门极连线长度降至最低。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,可以最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,负载上最好串联一个几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,应保证rth j-a 足够低,维持tj 不高于tjmax ,其值相应于可能的最高环境温度。