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。
可控硅产品性能特点:
1、在性能上,可控硅不仅具有单向导电性,而且还具有比硅整流元件(俗称"死硅")更为可贵的可控性。它只有导通和关断两种状态;
2、可控硅能以毫安级电流控制大功率的机电设备,如果超过此功率,因元件开关损耗显著增加,允许通过的平均电流相降低,此时,标称电流应降级使用;
3、可控硅的优点很多,例如:以小功率控制大功率,功率放大倍数高达几十万倍;反应极快,在微秒级内开通、关断;无触点运行,无火花、无噪音;,成本低等等;
4、可控硅从外形类主要有:螺栓形、平板形和平底形。
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。实际上,可控硅的功用不仅是整流,它还可以用作无触点开关以快速接通或切断电路,实现将直流电变成交流电的逆变,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,其有体积小、、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。
晶闸管的工作条件:
1、晶闸管承受反向阳电压时,不管门承受何种电压,晶闸管都处于关断状态;
2、晶闸管承受正向阳电压时,仅在门承受正向电压的情况下晶闸管才导通;
3、晶闸管在导通情况下,只要有一定的正向阳电压,不论门电压如何,晶闸管保持导通,即晶闸管导通后,门失去作用;
4、晶闸管在导通情况下,当主回路电压(或电流)减小到接近于零时,晶闸管关断。
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。
晶闸管整流电路器件选择:工频整流是晶闸管元件常用的领域之一。元件选用主要考虑其额定电压和额定电流。
1、晶闸管器件的正反向峰值电压:应为元件实际承受大峰值电压UM的2-,即(2-3)。
2、晶闸管器件的额定通态电流:晶闸管的IT值指的是工频正弦半波平均值,为使元件在工作过程中不因过热损坏,流经元件的实际有效值应在乘以安全系数1.5-2后才能等于1.57IT。假设整流电路负载平均电流为Id,流经每个器件的电流有效值为KId。
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)。
晶闸管的过电压保护 :
1、过电压:当加在晶闸管上的电压超过额定电压时称为过电压。
2、原因:电源变压器的一次侧断开或接通、直流侧感性负载的 切断、快速熔断器的熔断、突然跳闸等。
3、措施:
①、阻容保护 :吸收回路作用:一旦电路中发生过电压,电容器被迅速充电,电容两端的电压不能突变,这就有效地抑制了过电压。阻容吸收回路可以并联在交流侧、直流侧或晶闸管侧;
②、非线性电阻保护:目前常用的非线性电阻是金属氧化物压敏电阻,它具有正反向相同的很陡的电压—电流特性;
电路正常工作时,压敏电阻不击穿,通过的漏电流很小。压敏电阻在遇到过电压时可通过高达数千安的放电电流,之后又恢复正常, 因此它抑制过电压的能力很强;
由于压敏电阻正反向特性对称,单相电路中只用一只压敏电阻,三相电路中用三只压敏电阻。