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可控硅的工作原理及作用

2022-8-11 10:10| 发布者: 闪电| 查看: 1| 评论: 0

摘要: 可控硅简称SCR,是一种大功率电器元件,也称晶闸管。它具有体积小、效率高、稳定性好、工作可靠等优点。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。它的出现,使半导体技术从弱电领 ...

可控硅简称SCR,是一种大功率电器元件,也称晶闸管。它具有体积小、效率高、稳定性好、工作可靠等优点。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。

  一、可控硅工作原理图

  可控硅有三个极----阳极(A)、阴极(K)和控制极(G),管芯是P型导体和N型导体交迭组成的四层结构,共有三个PN 结,与只有一个PN结的硅整流二极管在结构上迥然不同。可控硅的四层结构和控制极的引入,为其发挥“以小控大”的优异控制特性奠定了基础。

  

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  可控硅应用时,只要在控制极加上很小的电流或电压,就能控制很大的阳极电流或电压。目前已能制造出电流容量达几百安培以至上千安培的可控硅元件。一般把5安培以下的可控硅叫小功率可控硅,50安培以上的可控硅叫大功率可控硅。

  二、可控硅作用有哪些?

  可控硅的作用之一就是可控整流,这也是可控硅最基本也最重要的作用。大家所熟知的二极管整流电路只可完成整流的功能,并没有实现可控,而一旦把二极管换做可控硅,便构成了一个可控整流电路。一个最基本的单相半波可控整流电路中,当正弦交流电压处于正半周时,只有在控制极外加触发脉冲时,可控硅才被触发导通,负载上才会有电压输出,因此可以通过改变控制极上触发脉冲到来的时间,来进一步调节负载上输出电压的平均值,达到可控整流的作用。

  可控硅的作用之二就是用作无触点开关,经常用于自动化设备中,代替通用继电器,具有无噪音、寿命长的特点。

  可控硅的作用之三就是起到开关和调压的作用,经常应用于交流电路中,由于其被触发时间不同,因此通过它的电流只有其交流周期的一部分,通过它的电压只有全电压的一部分,因而起到调节输出电压的作用。

  三、可控硅分类

  可控硅分单向可控硅和双向可控硅两种。双向可控硅也叫三端双向可控硅,简称TRIAC。双向可控硅在结构上相当于两个单向可控硅反向连接,这种可控硅具有双向导通功能。其通断状态由控制极G决定。在控制极G上加正脉冲(或负脉冲)可使其正向(或反向)导通。这种装置的优点是控制电路简单,没有反向耐压问题,因此特别适合做交流无触点开关使用。

  四、可控硅主要参数有哪些?

  1.正向阻断峰值电压(VPFU)

  是指在控制极开路及正向阻断条件下,可以重复加在器件上的正向电压的峰值。此电压规定为正向转折电压值的80%。

  2.反向阻断峰值电压(VPRU)

  它是指在控制极断路和额定结温度下,可以重复加在器件上的反向电压的峰值。此电压规定为最高反向测试电压值的80%。

  3.额定正向平均电流(IF

  在环境温度为+40C时,器件导通(标准散热条件)可连续通过工频(即指供电网供给的电源频率.一般为50Hz或60Hz,我国规定为50Hz)正弦半波电流的平均值。

  4.正向平均压降(UF)

  在规定的条件下,器件通以额定正向平均电流时,在阳极与阴极之间电压降的平均值。

  5.维持电流(IH)

  在控制极断开时,器件保持导通状态所必需的最小正向电流。

  6.控制极触发电流(Ig)

  阳极与阴极之间加直流6V电压时,使可控硅完全导通所必需的最小控制极直流电流。

  7.控制极触发电压(Ug)

  是指从阻断转变为导通状态时控制极上所加的最小直流电压。


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