晶闸管的主要电参数有正向转折电压、正向平均漏电流、反向漏电流、断态重复峰值电压、反向重复峰值电压、正向平均压降 、通态平均电流、门触发电压、门触发电流、门反向电压和维持电流等,晶闸管有一个重要特点,就是它一旦导通后控制即失去控制作用,器件始终处于 导通状态除非阳对阴电压降低到很小,致使阳电流降到某一数值之下。
晶闸管通态电流上升率:元件通态电流上升率的临界重复值。其对应不重复测试值为重复值的以上,在使用过程中,元件导通期时候的电流上升率都不能超过其重复值;
晶闸管元件的选择:
正确地选择晶闸管、整流管等电力电子器件对整机设备的可靠性及降低设备成本具有重要意义。元件的选择要综合考虑其使用环境、冷却方式、线路型式、负载性质等因素,在所选元件各参数具有裕量的条件下兼顾经济性。由于电力电子器件的应用领域十分广泛,具体应用形式多种多样。
晶闸管的工作原理:
1、晶闸管具有单向导电性:正向导通条件:A、K间加正向电压,G、K间加触发信号;
2、晶闸管一旦导通,控制失去作用:若使其关断,降低UAK或加大回路电阻,把阳电流减小到维持电流以下;
晶闸管的结构:晶闸管由四层半导体材料构成,它有三个:阳,阴和门。晶闸管是在晶体管基础上发展起来的一种大功率半导体器件,在电路中用文字符号为“V”、“VT”表示(旧标准中用字母“SCR”表示)。
可控硅与晶闸管有什么区别?
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)。可控硅也称作晶闸管,它是由PNPN四层半导体构成的元件,有三个电极、阳极A、阴极K和控制极G。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。可控硅分为单向的和双向的,符号也不同。
单向可控硅有三个PN结,由外层的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。
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。电子制作中常用可控硅,单向的有MCR-100等,双向的有TLC336等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。可控硅产品由于它在电路应用中的、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。
可控硅技术是具有半个多世纪的技术,在可控硅调光技术之后,照明行业有采用0/1-10V模拟调光、DMX512与DALI等数字调光协议技术。但是,可控硅调光技术却有着一定的的优势,一个是历史传承原因,另外一个无需信号线,不用改变原有线路的简便性,成本低、施工方便比较受工程方欢迎,所以可控硅调光电源还是占据调光电源的市场份额。大家都说可控硅调光要做匹配测试到底在匹配什么?一般可控硅产品仍具有兼容性等问题尽管多个跨国大LED驱动IC的厂开发出了可以兼容现有可控硅调光器的IC芯片来,一般电源公司的可控硅电源都是利用这种通用IC方案实现的,针对市面上有几百上千种不同规格的可控硅和晶体管调光开关,实际上所开发的IC根本不可能兼容大多数的可控硅开关,兼容性比较低,兼容一直困扰整个行业。经常会听到工程客户说找了很多厂家的电源,都没有办法兼容到光控制系统。除此之外大多数可控硅电源还有许多较常见的问题像调光效果不好、调光范围窄、容易出现闪烁等。
兼容性,是调光器与调光电源的匹配说到可控硅调光的兼容性问题,其中一个常见问题在于通常切相调光器在调光时所产生的和小触发角存在着很大的不一致,导致LED灯具调光性能的差异化。不不同的触发角的变动范围都非常大,如此一来,其导通时间和施加给负载的功率也会出现变化。相切调光器的导通周期都与LED的工作电流直接相关,并因此而影响着灯具的发光量。假设LED驱动电源具有固定的调光曲线,针对不同的调光器,该驱动电源电路的性能表现也会不一样。此外,调光曲线上的任何非线性都会加剧调光器之间的性能差异。
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,一般由两晶闸管反向连接而成。它的功能不仅是整流,还可以用作无触点开关的快速接通或切断;实现将直流电变流电的逆变;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,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、科研以至商业、民用电器等方面争相采用的元件。目前可控硅在自动控制、机电应用、工业电气及家电等方面都有广泛的应用。
可控硅从外形上区分主要有螺旋式、平板式底式三种。螺旋式应用较多。
可控硅有三个----阳(A)、阴(C)和控制(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结的硅整流二管在结构上迥然不同。可控硅的四层结构和控制的引入,为其发挥“以小控大”的控制特性奠定了基础。可控硅应用时,只要在控制加上很小的电流或电压,能控制很大的阳电流或电压。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。
我们可以把从阴向上数的、二、三层看面是一只N管,而二、三、四层组成另一只PNP型晶体管。其中第二、第三层为两管交迭共用。可画出图1的等效电路图。当在阳和阴之间加上一个正向电压E,又在控制G和阴C之间(相当BG2的基一射间)输入一个正的触发信号,BG2将产生基电流Ib2,经放大,BG2将有一个放大了β2倍的集电电流IC2。因为BG2集电与BG1基相连,IC2又是BG1的基电流Ib1。BG1又把Ib1(Ib2)放大了β1的集电电流IC1送回BG2的基放大。如此循环放大,直到BG1、BG2完全导通。事实上这一过程是“一触即发”的,对可控硅来说,触发信号加到控制,可控硅立即导通。导通的时间主要决定于可控硅的性能。
可控硅一经触发导通后,由于循环反馈的原因,流入BG2基的电流已不只是初始的Ib2,而是经过BG1、BG2放大后的电流(β1*β2*Ib2),这一电流远大于Ib2,足以保持BG2的持续导通。此时触发信号即使消失,可控硅仍保持导通状态,只有断开电源E或降低E的输出电压,使BG1、BG2的集电电流小于维持导通的小值时,可控硅方可关断。当然,如果E性反接,BG1、BG2受到反向电压作用将处于截止状态。这时,即使输入触发信号,可控硅也不能工作。反过来,E接成正向,而触动发信号是负的,可控硅也不能导通。另外,如果不加触发信号,而正电压大到超过一定值时,可控硅也会导通,但已属于非正常工作情况了。
可控硅这种通过触发信号(小触发电流)来控制导通(可控硅中通过大电流)的可控特性,正是它区别于普通硅整流二管的重要特征。