必威电竞|足球世界杯竞猜平台

雙向可控硅
來源:互聯(lián)網(wǎng)

雙向可控硅,是在普通可控硅的基礎(chǔ)上發(fā)展而成的,它不僅能代替兩只反極性并聯(lián)的可控硅,而且僅需一個觸發(fā)電路,是比較理想的交流開關(guān)器件。其英文名稱TRIAC即三端雙向交流開關(guān)之意。

可控硅分單向可控硅與雙向可控硅。單向可控硅一般用于彩電的過流、過壓保護(hù)電路。雙向可控硅一般用于交流調(diào)節(jié)電路,如調(diào)光臺燈及全自動洗衣機(jī)中的交流電源控制。雙向可控硅一直為家電行業(yè)中主要的功率控制器件。近幾年,隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展,大功率雙向可控硅不斷涌現(xiàn),并廣泛應(yīng)用在變流、變頻領(lǐng)域,可控硅應(yīng)用技術(shù)日益成熟。

產(chǎn)品命名

雙向可控硅為什么稱為“TRIAC”?

三端:三極管(取前三個字母)

交流半導(dǎo)體開關(guān):ACsemiconductorswitch

(取前兩個字母)

以上兩組名詞組合成“TRIAC”

中文譯意“三端雙向可控硅開關(guān)”。

由此可見“TRIAC”是雙向可控硅的統(tǒng)稱。

雙向:挪威管理學(xué)院directional(取第一個字母)

控制:Controlled(取第一個字母)

整流器:Rectifier(取第一個字母)

再由這三組英文名詞的首個字母組合而成:“BCR”中文譯意:雙向可控硅。以“BCR”來命名雙向可控硅的典型廠家如日本三菱,如:BCR1AM-12、BCR8KM、BCR08AM等等。

雙向:Bi-directional(取第一個字母)

三端:三極管(取第一個字母)

由以上兩組單詞組合成“BT”,也是對雙向可控硅產(chǎn)品的型號命名,典型的生產(chǎn)商如:意法ST公司、荷蘭飛利浦Philips公司,均以此來命名雙向可控硅。

代表型號如:PHILIPS的BT131-600D、BT134-600E、BT136-600E、BT138-600E、BT139-600E、等等。這些都是四象限/非絕緣型/雙向可控硅;

Philips公司的產(chǎn)品型號前綴為“BTA”字頭的,通常是指三象限角的雙向可控硅。

而意法ST公司,則以“BT”字母為前綴來命名元件的型號并且在“BT”后加“A”或“B”來表示絕緣與非絕緣組合成:“BTA”、“BTB”系列的雙向可控硅型號,如:

三象限/絕緣型/雙向可控硅:BTA06-600C、BTA12-600B、BTA16-600B、BTA41-600B等等;

四象限/非絕緣/雙向可控硅:BTB06-600C、BTB12-600B、BTB16-600B、BTB41-600B等等;

ST公司所有產(chǎn)品型號的后綴字母(型號最后一個字母)帶“W”的,均為“三象限角雙向可控硅”。如“BW”、“CW”、“SW”、“TW”;代表型號如:BTB12-600BW、BTA26-700CW、BTA08-600SW等等。

至于型號后綴字母的觸發(fā)電流,各個廠家的代表含義如下:飛利浦公司:D=5mA,E=10mA,C=15mA,F(xiàn)=25mA,G=50mA,R=200uA或5mA,

型號沒有后綴字母之觸發(fā)電流,通常為25-35mA;

PHILIPS公司的觸發(fā)電流代表字母沒有統(tǒng)一的定義,以產(chǎn)品的封裝不同而不同。

意法ST公司:TW=5mA,SW=10mA,CW=35mA,BW=50mA,C=25mA,B=50mA,H=15mA,T=15mA,注意:以上觸發(fā)電流均有一個上下起始誤差范圍,產(chǎn)品PDF文件中均有詳細(xì)說明

一般分為最小值/典型值/最大值,而非“=”一個參數(shù)值。

元件簡介

從外表上看,雙向可控硅和普通可控硅很相似,也有三個電極。但是,它除了其中一個電極G仍叫做控制極外,另外兩個電極通常卻不再叫做陽極陰極,而統(tǒng)稱為主電極Tl和T2。它的符號也和普通可控硅不同,是把兩個可控硅反接在一起畫成的,如圖2所示。它的型號,在我國一般用“中國強(qiáng)制性產(chǎn)品認(rèn)證TS”或“KS”表示;國外的資料也有用“TRIAC”來表示的。

特點及應(yīng)用

雙向可控硅可被認(rèn)為是一對反并聯(lián)連接的普通可控硅的集成,工作原理與普通單向可控硅相同。雙向可控硅有兩個主電極T1和T2,一個門極G,門極使器件在主電極的正反兩個方向均可觸發(fā)導(dǎo)通,所以雙向可控硅在第1和第3象限角有對稱的伏安特性。雙向可控硅門極加正、負(fù)觸發(fā)脈沖都能使管子觸發(fā)導(dǎo)通,因此有四種觸發(fā)方式。分別為第一象限正向觸發(fā)、第一象限負(fù)向觸發(fā)、第三象限正向觸發(fā)和第三象限負(fù)向觸發(fā)。雙向可控硅應(yīng)用為正常使用雙向可控硅,需定量掌握其主要參數(shù),對雙向可控硅進(jìn)行適當(dāng)選用并采取相應(yīng)措施以達(dá)到各參數(shù)的要求。?

·耐壓級別的選擇:通常把VDRM(斷態(tài)重復(fù)峰值電壓)和VRRM(反向重復(fù)峰值電壓)中較小的值標(biāo)作該器件的額定電壓。選用時,額定電壓應(yīng)為正常工作峰值電壓的2~3倍,作為允許的操作過電壓裕量。?

·電流的確定:由于雙向可控硅通常用在交流電路中,因此不用平均值而用有效值來表示它的額定電流值。由于可控硅的過載能力比一般電磁器件小,因而一般家電中選用可控硅的電流值為實際工作電流值的2~3倍。同時,可控硅承受斷態(tài)重復(fù)峰值電壓VDRM和反向重復(fù)峰值電壓VRRM時的峰值電流應(yīng)小于器件規(guī)定的IDRM和IRRM。?

·通態(tài)(峰值)電壓VTM的選擇:它是可控硅通以規(guī)定倍數(shù)額定電流時的瞬態(tài)峰值壓降。為減少可控硅的熱損耗,應(yīng)盡可能選擇VTM小的可控硅。?

·維持電流:IH是維持可控硅保持通態(tài)所必需的最小主電流,它與結(jié)溫有關(guān),結(jié)溫越高,則IH越小。?

·電壓上升率的抵制:dv/dt指的是在關(guān)斷狀態(tài)下電壓的上升斜率,這是防止誤觸發(fā)的一個關(guān)鍵參數(shù)。此值超限將可能導(dǎo)致可控硅出現(xiàn)誤導(dǎo)通的現(xiàn)象。由于可控硅的制造工藝決定了A2與G之間會存在寄生電容

安裝

對負(fù)載小,或電流持續(xù)時間短(小于1秒鐘)的雙向可控硅,可在自由空間工作。但大部分情況下,需要安裝在散熱器或散熱的支架上,為了減小熱阻,可控硅與散熱器間要涂上導(dǎo)熱硅脂。?

雙向可控硅固定到散熱器的主要方法有三種,一字夾壓接、螺栓固定和鉚接。前二種方法的安裝工具很容易取得。很多場合下,鉚接不是一種推薦的方法。?

夾子壓接:是推薦的方法,熱阻最小。夾子對器件的塑封施加壓力。這同樣適用于非絕緣封裝(sot82和sot78)和絕緣封裝(sot186f-pack和更新的sot186ax-pack)。注意,sot78就是to220ab。

螺栓固定:sot78組件帶有m3成套安裝零件,包括矩形墊圈,墊圈放在螺栓頭和接插件片之間。應(yīng)該不對器件的塑料體施加任何力量。

安裝過程中,螺絲刀決不能對器件塑料體施加任何力量;和接頭片接觸的散熱器表面應(yīng)處理,保證平坦,10mm上允許偏差0.02mm;安裝力矩(帶墊圈)應(yīng)在0.55nm和0.8nm之間;應(yīng)避免使用自攻絲螺釘,因為擠壓可能導(dǎo)致安裝孔周圍的隆起,影響器件和散熱器之間的熱接觸。安裝力矩?zé)o法控制,也是這種安裝方法的缺點;器件應(yīng)首先機(jī)械固定,然后焊接引線。這可減少引線的不適當(dāng)應(yīng)力

元件外形和封裝形式

雙向可控硅的規(guī)格、型號、外形以及電極引腳排列依生產(chǎn)廠家不同而有所不同,但其電極引腳多數(shù)是按T1、T2、G的顧序從左至右排列(觀察時,電極引腳向下,面對標(biāo)有字符的一面)。目前市場上最常見的幾種塑封外形結(jié)構(gòu)雙向可控硅的外形及電極引腳排列如下圖1所示。

雙向可控硅的電路符號如圖2所示。雙向可控硅的外形結(jié)構(gòu)和普通可控硅沒有多大區(qū)別,幾十安以下的,則通常采用圖1所示塑封外形結(jié)構(gòu)。幾十安到一百余安電流大小的則采用螺栓型;額定電流在200安以上的一般都是平板型的。

常用可控硅的封裝形式有TO-92、TO-126、TO-202AB、TO-220、TO-220AB、TO-3P、SOT-89、TO-251、TO-252等。

構(gòu)造原理

盡管從形式上可將雙向可控硅看成兩只普通可控硅的組合,但實際上它是由7只晶體管和多只電阻構(gòu)成的功率集成器件。小功率雙向可控硅一般采用塑料封裝,有的還帶散熱板。典型產(chǎn)品有BCMlAM(1A/600V)、BCM3AM(3A/600V)、2N6075(4A/600V),麥金塔218-10(8A/800V)等。大功率雙向可控硅大多采用RD91型封裝。

雙向可控硅屬于NPNPN五層器件,三個電極分別是T1、T2、G。因該器件可以雙向?qū)ǎ食T極G以外的兩個電極統(tǒng)稱為主端子,用T1、T2。表示,不再劃分成陽極陰極。其特點是,當(dāng)G極和T2極相對于T1,的電壓均為正時,T2是陽極,T1是陰極。反之,當(dāng)G極和T2極相對于T1的電壓均為負(fù)時,T1變成陽極,T2為陰極。雙向可控硅由于正、反向特性曲線具有對稱性,所以它可在任何一個方向?qū)ā?/p>

從內(nèi)部結(jié)構(gòu)來看,雙向可控硅是一種N—P—N—P—N型五層結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件,見圖3(a)。為了便于說明問題,我們不妨把圖3(a)看成是由左右兩部分組合而成的,如圖3(b)。這樣一來,原來的雙向可控硅就被分解成兩個P—N—P—N型結(jié)構(gòu)的單向可控硅了。如果把左邊從下往上看的p1—N1—P2—N2部分叫做正向的話,那么右邊從下往上看的N3—P1—N1—P2部分就成為反向,它們之間正好是一正一反地并聯(lián)在一起。我們把這種聯(lián)接叫做反向并聯(lián)。因此,從電路功能上可以把它等效成圖3(c),也就是說,一個雙向可控硅在電路中的作用是和兩只普通可控硅反向并聯(lián)起來等效的。這也正是雙向可控硅為什么會有雙向控制導(dǎo)通特性的根本原因。

實際上雙向可控硅并不能簡單地用兩種單向可控硅反向并聯(lián)獲得,它內(nèi)部結(jié)構(gòu)相當(dāng)于7只三極管連結(jié)而成,如圖所示。

工作特性

雙向可控硅不象普通可控硅那樣,必須在陽極陰極之間加上正向電壓,管子才能導(dǎo)通。對雙向可控硅來說,無所謂陽極和陰極。它的任何一個主電極,對圖3(b)中的兩個可控硅管子來講,對一個管子是陽極,對另一個管子就是陰極,反過來也一樣。因此,雙向可控硅無論主電極加上的是正向或是反向電壓,它都能被觸發(fā)導(dǎo)通。不僅如此,雙向可控硅還有一個重要的特點,這就是:不管觸發(fā)信號的極性如何,也就是不管所加的觸發(fā)信號電壓UG對T1是正向還是反向,雙向可控硅都能被觸發(fā)導(dǎo)通。雙向可控硅的這個特點是普通可控硅所沒有的。

雙向可控硅的特性曲線

既然一個雙向可控硅是由兩只普通可控硅反向并聯(lián)而成的,那么,我們會很自然地想到,它的特性曲線就應(yīng)該是由這兩只普通可控硅的特性曲線組合而成。圖4示出了雙向可控硅的特性曲線。

由圖可見,雙向可控硅的特性曲線是由一、三兩個象限角內(nèi)的曲線組合成的。第一象限的曲線說明當(dāng)加到主電極上的電壓使Tc對T1的極性為正時,我們稱為正向電壓,并用符號U21表示。當(dāng)這個電壓逐漸增加到等于轉(zhuǎn)折電壓UBO時,圖3(b)左邊的可控硅就觸發(fā)導(dǎo)通,這時的通態(tài)電流為I21,方向是從T2流向Tl。從圖中可以看到,觸發(fā)電流越大,轉(zhuǎn)折電壓就越低,這種情形和普通可控硅的觸發(fā)導(dǎo)通規(guī)律是一致的,當(dāng)加到主電極上的電壓使Tl對T2的極性為正時,叫做反向電壓,并用符號U12表示。當(dāng)這個電壓達(dá)到轉(zhuǎn)折電壓值時,圖3(b)右邊的可控硅便觸發(fā)導(dǎo)通,這時的電流為I12,其方向是從T1到T2。這時雙向可控硅的特性曲線,如圖4中第三象限角所示。

在上述兩種情況中,除了加到主電極上的電壓和通態(tài)電流的方向相反外,它們的觸發(fā)導(dǎo)通規(guī)律卻是同的。如果這兩個并聯(lián)連接的管子特性完全相同的話,一,三象限的特性曲線就應(yīng)該是對稱的。

觸發(fā)電路

四種觸發(fā)方式

由于在雙向可控硅的主電極上,無論加以正向電壓或是反向電壓,也不管觸發(fā)信號是正向還是反向,它都能被觸發(fā)導(dǎo)通,因此它有以下四種觸發(fā)方式:

(1)當(dāng)主電極T2對Tl所加的電壓為正向電壓,控制積極G對第一電極Tl所加的也是正向觸發(fā)信號(圖5a)。雙向可控硅觸發(fā)導(dǎo)通后,電流I2l的方向從T2流向T1。由特性曲線可知,這時雙向可控硅觸發(fā)導(dǎo)通規(guī)律是按第二象限的特性進(jìn)行的,又因為觸發(fā)信號是正向的,所以把這種觸發(fā)叫做“第一象限的正向觸發(fā)”或稱為I+觸發(fā)方式。

(2)如果主電極T2仍加正向電壓,而把觸發(fā)信號改為反向信號(圖5b),這時雙向可控硅觸發(fā)導(dǎo)通后,通態(tài)電流的方向仍然是從T2到T1。我們把這種觸發(fā)叫做“第一象限的負(fù)觸發(fā)”或稱為I-觸發(fā)方式。

(3)兩個主電極加上反向電壓U12(圖5c),輸入正向觸發(fā)信號,雙向可控硅導(dǎo)通后,通態(tài)電流從T1流向T2。雙向可控硅按第三象限角特性曲線工作,因此把這種觸發(fā)叫做Ⅲ+觸發(fā)方式。

(4)兩個主電極仍然加反向電壓U12,輸入的是反向觸發(fā)信號(圖5d),雙向可控硅導(dǎo)通后,通態(tài)電流仍從T1流向T2。這種觸發(fā)就叫做Ⅲ-觸發(fā)方式。

雙向可控硅雖然有以上四種觸發(fā)方式,但由于負(fù)信號觸發(fā)所需要的觸發(fā)電壓和電流都比較小。工作比較可靠,因此在實際使用時,負(fù)觸發(fā)方式應(yīng)用較多。

雙向二極管是一種小功率五層二端元件,它的正反向伏安特性曲線和雙向可控硅一樣,但它沒有控制極,當(dāng)兩個極之間所加的電壓達(dá)到轉(zhuǎn)折電壓時,雙向二極管便導(dǎo)通。圖8(a)就是利用雙向二極管2CTS組成的觸發(fā)電路。當(dāng)電源電壓處于正半周時,電源電壓通過Rl向C1充電,電容C1上的電壓極性是上正下負(fù)。當(dāng)這個電壓增高達(dá)到雙向二圾管的轉(zhuǎn)折電壓時,雙向二極管突然轉(zhuǎn)折導(dǎo)通,使雙向可控硅的控制極G和主電極T1之間得到一個正向觸發(fā)脈沖,可控硅導(dǎo)通。這時就相當(dāng)于I+觸發(fā)方式。在電源電壓過零的瞬間,雙向可控硅自動阻斷;當(dāng)電源電壓處于負(fù)半周時,電源電壓對電容C1反向充電,C1上電壓的極性為下正上負(fù),當(dāng)這個電壓值充到等于雙向整流管的轉(zhuǎn)折電壓時,雙向二極管突然反向?qū)ǎ闺p向可控硅得到一個反向觸發(fā)信號,于是雙向可控硅導(dǎo)通。這時就相當(dāng)于Ⅲ-觸發(fā)方式。在這個電路中,調(diào)節(jié)R1韻阻值,可以改變R1C1的時間常數(shù),因而改變了觸發(fā)脈沖出現(xiàn)的時刻,也就是改變了雙向可控硅的導(dǎo)通角,達(dá)到了調(diào)節(jié)燈光的目的。電路中各處電壓的波形見圖8(b),其中UL是電燈兩端的電壓。

典型應(yīng)用

雙向晶閘管可廣泛用于工業(yè)、交通、家用電器等領(lǐng)域,圖5是由雙向晶閘管構(gòu)成的接近傳感器電路。R為門極限流電阻,JAG為干式舌簧管。平時JAG斷開,雙向晶閘管TRIAC也關(guān)斷。僅當(dāng)小磁鐵移近時JAG吸合,使雙向晶閘管導(dǎo)通,將負(fù)載電源接通。由于通過干簧管的電流很小,時間僅幾微秒,所以開關(guān)的壽命很長。

現(xiàn)在可控硅應(yīng)用市場相當(dāng)廣闊,可控硅應(yīng)用在自動控制領(lǐng)域,機(jī)電領(lǐng)域,工業(yè)電器及家電等方面都有可控硅的身影。許先生告訴記者,他目前的幾個大單中還有用于卷發(fā)產(chǎn)品的單,可見可控硅在人們的生活中都有廣泛的應(yīng)用。更重要的是,可控硅應(yīng)用相當(dāng)穩(wěn)定,比方說用于家電產(chǎn)品中的電子開關(guān),可以說是鮮少變化的。無論其他的元件怎么變化,可控硅的變化是不大的,這相對來說,等于擴(kuò)大的可控硅的應(yīng)用市場,減少了投資的風(fēng)險。隨著消費類電子產(chǎn)品的熱銷,更為可控硅提供了銷售空間。推出兩款可優(yōu)化消費電子產(chǎn)品性能的新型標(biāo)準(zhǔn)三端雙向可控硅開關(guān)元件,這兩種三端雙向可控硅開關(guān)采用先進(jìn)的平面硅結(jié)構(gòu)設(shè)計,具有很高的可靠性,加上在導(dǎo)通狀態(tài)下的損耗最多僅為1.5V,因而可達(dá)致高效率。這兩種產(chǎn)品的目標(biāo)應(yīng)用領(lǐng)域包括:洗衣機(jī)、吸塵器調(diào)光器、遙控開關(guān)和交流電機(jī)控制設(shè)備。

過零觸發(fā)型交流固態(tài)繼電器(AC-SSR)的內(nèi)部電路。主要包括輸入電路、光電耦合器、過零觸發(fā)電路、開關(guān)電路(包括雙向晶閘管)、保護(hù)電路(RC吸收網(wǎng)絡(luò))。當(dāng)加上輸入信號VI(一般為高電平)、并且交流負(fù)載電源電壓通過零點時,雙向晶閘管被觸發(fā),將負(fù)載電源接通。固態(tài)繼電器具有驅(qū)動功率小、無觸點、噪音低、抗干擾能力強(qiáng),吸合、釋放時間短、壽命長,能與TTL\CMOS電路兼容,可取代傳統(tǒng)的電磁繼電器。

雙向可控硅可廣泛用于工業(yè)、交通、家用電器等領(lǐng)域,實現(xiàn)交流調(diào)壓、電機(jī)調(diào)速、交流開關(guān)、路燈自動開啟與關(guān)閉、溫度控制、臺燈調(diào)光、舞臺調(diào)光等多種功能,它還被用于固態(tài)繼電器(SSR)和固態(tài)接觸器電路中。

產(chǎn)品判別

在實際應(yīng)用或是診斷電路故障時,常需要判別雙向可控硅各電極極性及其性能的好壞。下面介紹業(yè)余條件下的簡易判別方法。

極性的判別:將萬用電表量程開關(guān)置于“Rx1”(或Rx10”)擋,用黑表筆固定接一電極,用紅表筆分別去測另兩個電極,當(dāng)測得的兩個阻值都是無窮大時,那么黑表筆所接電極就是T2。若測得的阻值不全為無窮大,則應(yīng)將黑表筆換接另一個電極再測。判別了電極T2后,用兩只表筆測T1和G兩極,再調(diào)換表筆測一次,比較兩次測得的結(jié)果,測得阻值較小時,黑表筆所接電極就是T1,紅表筆所接電極就是控制極G。

好壞的判別:在已知各電極極性的條件下,將萬用電表置“Rx1”擋,黑表筆接G,紅表筆接Tl,測得阻值為幾十歐姆(因功率不同,其阻值略有偏差),紅表筆改接T2,阻值應(yīng)無窮大;然后再將黑表筆接T1,紅表筆接G,測得結(jié)果應(yīng)為幾十歐,再將黑表筆改接T2,阻值也應(yīng)無窮大。用兩只表筆測T1、T2兩極之間的電阻,再調(diào)換表筆測一次,兩次測得的阻值均應(yīng)無窮大。測量結(jié)果若滿足上述要求,一般可以判定該器件是好的。如果G與T1之間的電阻等于零,或G與T2、T1與T2之間的電阻都很小,就表明器件內(nèi)部巳擊穿或短路,如果G與T1之間的電阻為無窮大,則表明器件內(nèi)部斷路。

使用雙向可控硅要注意的問題

在使用雙向可控硅時,除了普通可控硅所應(yīng)注意的問題以外,還需要注意以下幾點。

1、雙向可控硅通常有耐壓、額定導(dǎo)通電流、觸發(fā)電流、漏電流和電壓降等參數(shù),其中前兩項在應(yīng)用中最為重要。例如用其控制燈泡,由于燈泡未亮?xí)r燈絲電阻很小,點亮瞬間,沖擊電流是正常工作時電流的10—20倍,一旦選用管子參數(shù)時未留有足夠的余量,就有可能使管子受大電流沖擊而損壞。

2、普通可控硅在參數(shù)表或合格證中給出的額定電流是平均值,而雙向可控硅給出的額定電流是有效值。因此在利用雙向可控硅代替兩個并聯(lián)反接的普通可控硅時,必須經(jīng)過換算后再去挑選合格的元件。換算的公式是IT=0.45IKs。式中:IT—普通可控硅額定電流(安);IKS—雙向可控硅額定電流(安)。例如,一個額定電流為500安的雙向可控硅在作為雙向開關(guān)使用時,相當(dāng)于兩個多少額定電流值的普通可控硅?由換算公式.可得,

IT=0.45x500(安)=225(安)

從普通可控硅參數(shù)系列中可以查到,近似的數(shù)值為200安。所以額定電流為500安的雙向可控硅在作交流雙向開關(guān)使用時,可以代替兩只額定電流為200安的普通可控硅。

3、實際使用中,在選擇雙向可控硅的觸發(fā)電路時,一方面應(yīng)盡量選用較容易觸發(fā)的反向觸發(fā)信號,另一方面應(yīng)使觸發(fā)信號的電壓和電流盡可能的高些和大一些。通常應(yīng)該使觸發(fā)電流比手冊中查出的Ic值大一倍左右。

4、選擇雙向可控硅時,應(yīng)選額定電流值大于負(fù)載電流有效值的雙向可控硅。對于電容性負(fù)載還應(yīng)注意過電流保護(hù)。

5、對于電感性負(fù)載,應(yīng)注意電壓的上升率要小于手冊中給出的du值,否則將會出現(xiàn)失控現(xiàn)象。為解決這個問題,可以在主電極上并聯(lián)RC緩沖電路電阻R的值可選在100歐左右,電容C的容量可選用0.1左右的為好。

6、注意散熱問題。雙向可控硅與普通晶體管一樣,受溫度影響很大,溫度過高將容易產(chǎn)生誤動作,甚至燒毀器件。安裝時應(yīng)加裝足夠大的散熱器;在實際應(yīng)用中要注意的問題。

7、當(dāng)維修電器需要購買新的雙向可控硅來代換已經(jīng)損壞的時,事先應(yīng)根據(jù)所帶負(fù)載的功率核實原管子的耐壓和額定導(dǎo)通電流,同時判準(zhǔn)新器件電極極性是否與原來的一致。

注意事項

交流調(diào)壓多采用雙向可控硅,它具有體積小、重量輕、效率高和使用方便等優(yōu)點,對提高生產(chǎn)效率和降低成本等都有顯著效果,但它也具有過載和抗干擾能力差,且在控制大電感負(fù)載時會干擾電網(wǎng)和自干擾等缺點,下面談?wù)効煽毓柙谄涫褂弥腥绾伪苊馍鲜鰡栴}。

1:靈敏度

雙向可控硅是一個三端元件,但我們不再稱其兩極為陰陽極,而是稱

雙向可控硅

作T1和T2極,G為控制極,其控制極上所加電壓無論為正向觸發(fā)脈沖或負(fù)向觸發(fā)脈沖均可使控制極導(dǎo)通,四種條件下雙向可控硅均可被觸發(fā)導(dǎo)通,但是觸發(fā)靈敏度互不相同,即保證雙向可控硅能進(jìn)入導(dǎo)通狀態(tài)的最小門極電流IGT是有區(qū)別的,其中(a)觸發(fā)靈敏度最高,(b)觸發(fā)靈敏度最低,為了保證觸發(fā)同時又要盡量限制門極電流,應(yīng)選擇(c)或(d)的觸發(fā)方式。

2:可控硅過載的保護(hù)

可控硅元件優(yōu)點很多,但是它過載能力差,短時間的過流,過壓都會造成元件損壞,因此為保證元件正常工作,需有條件(1)外加電壓下允許超過正向轉(zhuǎn)折電壓,否則控制極將不起作用;(2)可控硅的通態(tài)平均電流從安全角度考慮一般按最大電流的1.5~2倍來取;(3)為保證控制極可靠觸發(fā),加到控制極的觸發(fā)電流一般取大于其額值,除此以外,還必須采取保護(hù)措施,一般對過流的保護(hù)措施是在電路中串入快速熔斷器,其額定電流取可控硅電流平均值的1.5倍左右,其接入的位置可在交流側(cè)或直流側(cè),當(dāng)在交流側(cè)時額定電流取大些,一般多采用前者,過電壓保護(hù)常發(fā)生在存在電感的電路上,或交流側(cè)出現(xiàn)干擾的浪涌電壓或交流側(cè)的暫態(tài)過程產(chǎn)生的過壓。由于,過電壓的尖峰高,作用時間短,常采用電阻電容緩沖電路加以抑制。

3:控制大電感負(fù)載時的干擾電網(wǎng)和自干擾的避免

可控硅元件控制大電感負(fù)載時會有干擾電網(wǎng)和自干擾的現(xiàn)象,其原因是當(dāng)可控硅元件控制一個連接電感性負(fù)載的電路斷開或閉合時,其電感線圈中的電流通路被切斷,其變化率極大,因此在電感上產(chǎn)生一個高電壓,這個電壓通過電源的內(nèi)阻加在開關(guān)觸點的兩端,然后感應(yīng)電壓一次次放電直到感應(yīng)電壓低于放電所必須的電壓為止,在這一過程中將產(chǎn)生極大的脈沖束。這些脈沖束疊加在供電電壓上,并且把干擾傳給供電線或以輻射形式傳向周圍空間,這種脈沖具有很高的幅度,很寬的頻率,因而具有感性負(fù)載的開關(guān)點是一個很強(qiáng)的噪聲源。

3.1:為防止或減小噪聲,對于移相控制式交流調(diào)壓一般的處理方法有電感電容濾波電路,阻容阻尼電路和雙向二極管阻尼電路及其它電路。

3.2:電感電容濾波電路,由電感電容構(gòu)成諧振回路,其低通截止頻率為f=1/2π

雙向可控硅

Ic,一般取數(shù)十千赫低頻率。

3.3:雙向二極管阻尼電路。由于整流管是反向串聯(lián)的,所以它對輸入信號極性不敏感。當(dāng)負(fù)載被電源激勵時,抑制電路對負(fù)載無影響。當(dāng)電感負(fù)載電感線圈中電流被切斷時,則在抑制電路中有瞬態(tài)電流流過,因此就避免了感應(yīng)電壓通過開關(guān)接點放電,也就減小了噪聲,但是要求二極管的反向電壓應(yīng)比可能出現(xiàn)的任何瞬態(tài)電壓高。另一個是額定電流值要符合電路要求。

3.4:電阻電容阻尼電路,利用電容電壓不能突變的特性吸收可控硅換向時產(chǎn)生的尖峰狀過電壓,把它限制在允許范圍內(nèi)。串接電阻是在可控硅阻斷時防止電容和電感振蕩,起阻尼作用,另外阻容電路還具有加速可控硅導(dǎo)通的作用。

3.5:另外一種防止或減小噪聲的方法是利用通斷比控制交流調(diào)壓方式,其原理是采用過零觸發(fā)電路,在電源電壓過零時就控制雙向可控硅導(dǎo)通和截止,即控制角為零,這樣在負(fù)載上得到一個完整的正弦信號,但其缺點是適用于時間常數(shù)比通斷周期大的系統(tǒng),如恒溫器。

保護(hù)措施

晶閘管元件的主要弱點是承受過電流過電壓的能力很差,即使短時間的過流和過電壓,也可能導(dǎo)致晶閘管的損壞,所以必須對它采用適當(dāng)?shù)谋Wo(hù)措施。

1.過電流保護(hù)

晶閘管出現(xiàn)過電流的主要原因是過載、短路和誤觸發(fā)。過電流保護(hù)有以下幾種:

快速容斷器快速容斷器中的溶絲是銀質(zhì)的,只要選用適當(dāng),在同樣的過電流倍數(shù)下,它可以在晶閘管損壞前先溶斷,從而保護(hù)了晶閘管。

過電流繼電器當(dāng)電流超過過電流繼電器的整定值時,過電流繼電器就會動作,切斷保護(hù)電路。但由于繼電器動作到切斷電路需要一定時間,所以只能用作可控硅過載保護(hù)

過載截止保護(hù)利用過電流的信號將晶閘管的觸發(fā)信號后移,或使晶閘管得導(dǎo)通角減小,或干脆停止觸發(fā)保護(hù)晶閘管。

2.過電壓保護(hù)

過電壓可能導(dǎo)致晶閘管的擊穿,其主要原因是由于電路中電感元件的通斷、熔斷器熔斷或晶閘管在導(dǎo)通與截止間的轉(zhuǎn)換。對過壓保護(hù)可采用兩種措施

阻容保護(hù)阻容保護(hù)是電阻電容串聯(lián)后,接在晶閘管電路中的一種過電壓保護(hù)方式,其實質(zhì)是利用電容器兩端電壓不能突變和電容器的電場儲能以及電阻使耗能元件的特性,把過電壓的能量變成電場能量儲存在電場中,并利用電阻把這部分能量消耗掉。

參數(shù)符號

產(chǎn)品展示

參考資料 >

什么是雙向可控硅?工作原理及其測量方法簡介.中國電子網(wǎng).2024-03-30

雙向可控硅的設(shè)計及應(yīng)用分析.電子元件技術(shù)網(wǎng).2024-03-30

生活家百科家居網(wǎng)