可控硅模塊又叫晶閘管(SiliconControlledRectifier,SCR)。自從20世紀(jì)50年代問(wèn)世以來(lái)已經(jīng)發(fā)展成了一個(gè)大的家族,它的主要成員有單向晶閘管、雙向晶閘管、光控晶閘管、逆導(dǎo)晶閘管、可關(guān)斷晶閘管、快速晶閘管,等等。大家使用的是單向晶閘管,也就是人們常說(shuō)的普通晶閘管,它是由四層半導(dǎo)體材料組成的,有三個(gè)PN結(jié),對(duì)外有三個(gè)電極:第1層P型半導(dǎo)體引出的電極叫陽(yáng)極A,第三層P型半導(dǎo)體引出的電極叫控制極G,第四層N型半導(dǎo)體引出的電極叫陰極K。從晶閘管的電路符號(hào)可以看到,它和二極管一樣是一種單方向?qū)щ姷钠骷?,關(guān)鍵是多了一個(gè)控制極G,這就使它具有與二極管完全不同的工作特性。別可控硅三個(gè)極的方法很簡(jiǎn)單,根據(jù)P-N結(jié)的原理,只要用萬(wàn)用表測(cè)量一下三個(gè)極之間的電阻值就可以。福建本地西門(mén)康可控硅模塊銷(xiāo)售廠家
晶閘管等元件通過(guò)整流來(lái)實(shí)現(xiàn)。除此之外整流器件還有很多,如:可關(guān)斷晶閘管GTO,逆導(dǎo)晶閘管,雙向晶閘管,整流模塊,功率模塊IGBT,SIT,MOSFET等等,這里只探討晶閘管。晶閘管又名可控硅,通常人們都叫可控硅。是一種功率半導(dǎo)體器件,由于它效率高,控制特性好,壽命長(zhǎng),體積小等優(yōu)點(diǎn),自上個(gè)世紀(jì)六十長(zhǎng)代以來(lái),獲得了迅猛發(fā)展,并已形成了一門(mén)單獨(dú)的學(xué)科?!熬чl管交流技術(shù)”。晶閘管發(fā)展到,在工藝上已經(jīng)非常成熟,品質(zhì)更好,成品率大幅提高,并向高壓大電流發(fā)展。目前國(guó)內(nèi)晶閘管大額定電流可達(dá)5000A,國(guó)外更大。我國(guó)的韶山電力機(jī)車(chē)上裝載的都是我國(guó)自行研制的大功率晶閘管。晶閘管的應(yīng)用:一、可控整流如同二極管整流一樣,可以把交流整流為直流,并且在交流電壓不變的情況下,方便地控制直流輸出電壓的大小即可控整流,實(shí)現(xiàn)交流——可變直流二、交流調(diào)壓與調(diào)功利用晶閘管的開(kāi)關(guān)特性代替老式的接觸調(diào)壓器、感應(yīng)調(diào)壓器和飽和電抗器調(diào)壓。為了消除晶閘管交流調(diào)壓產(chǎn)生的高次諧波,出現(xiàn)了一種過(guò)零觸發(fā),實(shí)現(xiàn)負(fù)載交流功率的無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)即晶閘管調(diào)功器。交流——可變交流。三、逆變與變頻直流輸電:將三相高壓交流整流為高壓直流,由高壓直流遠(yuǎn)距離輸送以減少損耗。福建本地西門(mén)康可控硅模塊銷(xiāo)售廠家可控硅模塊的發(fā)展歷史比較悠久,發(fā)展到現(xiàn)代它的特點(diǎn)有很多,可應(yīng)用的范圍也非常廣。
在正弦交流電壓U2的正半周期間,如果VS的控制極沒(méi)有輸入觸發(fā)脈沖Ug,VS仍然不能導(dǎo)通,只有在U2處于正半周,在控制極外加觸發(fā)脈沖Ug時(shí),可控硅被觸發(fā)導(dǎo)通。畫(huà)出它的波形圖〔圖4(c)及(d)〕,可以看到,只有在觸發(fā)脈沖Ug到來(lái)時(shí),負(fù)載RL上才有電壓UL輸常見(jiàn)可控硅出(波形圖上陰影部分)。Ug到來(lái)得早,可控硅導(dǎo)通的時(shí)間就早;Ug到來(lái)得晚,可控硅導(dǎo)通的時(shí)間就晚。通過(guò)改變控制極上觸發(fā)脈沖Ug到來(lái)的時(shí)間,就可以調(diào)節(jié)負(fù)載上輸出電壓的平均值UL(陰影部分的面積大小)。在電工技術(shù)中,常把交流電的半個(gè)周期定為180°,稱(chēng)為電角度。這樣,在U2的每個(gè)正半周,從零值開(kāi)始到觸發(fā)脈沖到來(lái)瞬間所經(jīng)歷的電角度稱(chēng)為控制角α;在每個(gè)正半周內(nèi)可控硅導(dǎo)通的電角度叫導(dǎo)通角θ。很明顯,α和θ都是用來(lái)表示可控硅在承受正向電壓的半個(gè)周期的導(dǎo)通或阻斷范圍的。通過(guò)改變控制角α或?qū)ń铅龋淖冐?fù)載上脈沖直流電壓的平均值UL,實(shí)現(xiàn)了可控整流??煽毓柙頍o(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)可控硅一個(gè)關(guān)鍵用途在于做為無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)。在自動(dòng)化設(shè)備中,用無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)代替通用繼電器已被逐步應(yīng)用。其特點(diǎn)是無(wú)噪音,壽命長(zhǎng)??煽毓柙懋a(chǎn)品特性編輯可控硅陽(yáng)極A1與第二陽(yáng)極A2間,無(wú)論所加電壓極性是正向還是反向。
■首先,我們可以把從陰極向上數(shù)的第1、二、三層看面是一只NPN型號(hào)晶體管,而二、三四層組成另一只PNP型晶體管。其中第二、第三層為兩管交迭共用。這樣就可畫(huà)出圖表-27(C)的等效電路圖來(lái)分析。當(dāng)在陽(yáng)極和陰極之間加上一個(gè)正向電壓Ea,又在控制極G和陰極C之間(相當(dāng)BG1的基一射間)輸入一個(gè)正的觸發(fā)信號(hào),BG1將產(chǎn)生基極電流Ib1,經(jīng)放大,BG1將有一個(gè)放大了β1倍的集電極電流IC1。因?yàn)锽G1集電極與BG2基極相連,IC1又是BG2的基極電流Ib2。BG2又把比Ib2(Ib1)放大了β2的集電極電流IC2送回BG1的基極放大。如此循環(huán)放大,直到BG1、BG2完全導(dǎo)通。實(shí)際這一過(guò)程是“一觸即發(fā)”的過(guò)程,對(duì)可控硅來(lái)說(shuō),觸發(fā)信號(hào)加入控制極,可控硅立即導(dǎo)通。導(dǎo)通的時(shí)間主要決定于可控硅的性能。雙向可控硅也叫三端雙向可控硅,簡(jiǎn)稱(chēng)TRIAC。
現(xiàn)代照明設(shè)計(jì)要求規(guī)定,照明系統(tǒng)率因數(shù)必須達(dá)到,而氣體放電燈的功率因數(shù)在一般在,所以都設(shè)計(jì)用電容補(bǔ)償功率因數(shù))在國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家,已有明文規(guī)定對(duì)電氣設(shè)備諧波含量的限制,在國(guó)內(nèi),北京、上海、廣州等大城市,已對(duì)諧波含量超標(biāo)的設(shè)備限制并入電網(wǎng)使用。采用可控硅技術(shù)對(duì)照明系統(tǒng)進(jìn)行照度控制時(shí),可通過(guò)加裝濾波設(shè)備來(lái)有效降低諧波污染。近年來(lái),許多新型可控硅元件相繼問(wèn)世,如適于高頻應(yīng)用的快速可控硅,可以用正或負(fù)的觸發(fā)信號(hào)控制兩個(gè)方向?qū)ǖ碾p向可控硅,可以用正觸發(fā)信號(hào)使其導(dǎo)通,用負(fù)觸發(fā)信號(hào)使其關(guān)斷的可控硅等等。應(yīng)用介紹------可控硅在調(diào)光器中的應(yīng)用:可控硅調(diào)光器是目前舞臺(tái)照明、環(huán)境照明領(lǐng)域的主流設(shè)備。在照明系統(tǒng)中使用的各種調(diào)光器實(shí)質(zhì)上就是一個(gè)交流調(diào)壓器,老式的變壓器和變阻器調(diào)光是采用調(diào)節(jié)電壓或電流的幅度來(lái)實(shí)現(xiàn)的,如下圖所示。u1是未經(jīng)調(diào)壓的220V交流電的波形,經(jīng)調(diào)壓后的電壓波形為u2,由于其幅度小于u1,使燈光變暗。在這種調(diào)光模式中,雖然改變了正弦交流電的幅值,但并未改變其正弦波形的本質(zhì)。與變壓器、電阻器相比,可控硅調(diào)光器有著完全不同的調(diào)光機(jī)理,它是采用相位控制方法來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)壓或調(diào)光的。對(duì)于普通反向阻斷型可控硅??煽毓璺謫蜗蚩煽毓韬碗p向可控硅兩種。安徽好的西門(mén)康可控硅模塊銷(xiāo)售廠
率塑封和鐵封可控硅通常用作功率型可控調(diào)壓電路。像可調(diào)壓輸出直流電源等等。福建本地西門(mén)康可控硅模塊銷(xiāo)售廠家
晶閘管)回到導(dǎo)通狀態(tài)。為了克服上述問(wèn)題,可以在端子MT1和MT2之間加一個(gè)RC網(wǎng)絡(luò)來(lái)限制電壓的變化,以防止誤觸發(fā)。一般,電阻取100R,電容取100nF。值得注意的是此電阻不能省掉。3、關(guān)于轉(zhuǎn)換電流變化率當(dāng)負(fù)載電流增大,電源頻率的增高或電源為非正弦波時(shí),會(huì)使轉(zhuǎn)換電流變化率變高,這種情況易在感性負(fù)載的情況下發(fā)生,很容易導(dǎo)致器件的損壞。此時(shí)可以在負(fù)載回路中串聯(lián)一只幾毫亨的空氣電感。4、關(guān)于可控硅(晶閘管)開(kāi)路電壓變化率DVD/DT在處于截止?fàn)顟B(tài)的雙向可控硅(晶閘管)兩端加一個(gè)小于它的VDFM的高速變化的電壓時(shí),內(nèi)部電容的電流會(huì)產(chǎn)生足夠的柵電流來(lái)使可控硅(晶閘管)導(dǎo)通。這在高溫下尤為嚴(yán)重,在這種情況下可以在MT1和MT2間加一個(gè)RC緩沖電路來(lái)限制VD/DT,或可采用高速可控硅(晶閘管)。5、關(guān)于連續(xù)峰值開(kāi)路電壓VDRM在電源不正常的情況下,可控硅(晶閘管)兩端的電壓會(huì)超過(guò)連續(xù)峰值開(kāi)路電壓VDRM的大值,此時(shí)可控硅(晶閘管)的漏電流增大并擊穿導(dǎo)通。如果負(fù)載能允許很大的浪涌電流,那么硅片上局部的電流密度就很高,使這一小部分先導(dǎo)通。導(dǎo)致芯片燒毀或損壞。另外白熾燈,容性負(fù)載或短路保護(hù)電路會(huì)產(chǎn)生較高的浪涌電流,這時(shí)可外加濾波器和鉗位電路來(lái)防止尖峰。福建本地西門(mén)康可控硅模塊銷(xiāo)售廠家
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