普通晶閘管基本的用途就是可控整流。大家熟悉的二極管整流電路屬于不可控整流電路。如果把二極管換成晶閘管,就可以構(gòu)成可控整流電路。以簡(jiǎn)單的單相半波可控整流電路為例,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),晶閘管被觸發(fā)導(dǎo)通。畫(huà)出它的波形(c)及(d),只有在觸發(fā)脈沖Ug到來(lái)時(shí),負(fù)載RL上才有電壓UL輸出。Ug到來(lái)得早,晶閘管導(dǎo)通的時(shí)間就早;Ug到來(lái)得晚,晶閘管導(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。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)晶閘管導(dǎo)通的電角度叫導(dǎo)通角θ。很明顯,α和θ都是用來(lái)表示晶閘管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。
1:小功率塑封雙向可控硅通常用作聲光控?zé)艄庀到y(tǒng)。額定電流:IA小于2A。
2:大;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。
3:大功率高頻可控硅通常用作工業(yè)中;高頻熔煉爐等。

電壓測(cè)方法
可控硅為什么其有“以小控大”的可控性呢?下面我們用圖表-27來(lái)簡(jiǎn)單分析可控硅的工作原理。
首先,可以把從陰極向上數(shù)的、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。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。
可控硅一經(jīng)觸發(fā)導(dǎo)通后,由于循環(huán)反饋的原因,流入BG1基極的電流已不只是初始的Ib1,而是經(jīng)過(guò)BG1、BG2放大后的電流(β1β2Ib1)這一電流遠(yuǎn)大于Ib1,足以保持BG1的持續(xù)導(dǎo)通。此時(shí)觸發(fā)信號(hào)即使消失,可控硅仍保持導(dǎo)通狀態(tài)只有斷開(kāi)電源Ea或降低Ea,使BG1、BG2中的集電極電流小于維持導(dǎo)通的小值時(shí),可控硅方可關(guān)斷。當(dāng)然,如果Ea極性反接,BG1、BG2由于受到反向電壓作用將處于截止?fàn)顟B(tài)。這時(shí),即使輸入觸發(fā)信號(hào),可控硅也不能工作。反過(guò)來(lái),Ea接成正向,而觸動(dòng)發(fā)信號(hào)是負(fù)的,可控硅也不能導(dǎo)通。另外,如果不加觸發(fā)信號(hào),而正向陽(yáng)極電壓大到超過(guò)一定值時(shí),可控硅也會(huì)導(dǎo)通,但已屬于非正常工作情況了。
可控硅這種通過(guò)觸發(fā)信號(hào)(小的觸發(fā)電流)來(lái)控制導(dǎo)通(可控硅中通過(guò)大電流)的可控特性,正是它區(qū)別于普通硅整流二極管的重要特征。
普通可控硅的三個(gè)電極可以用萬(wàn)用表歐姆擋R×100擋位來(lái)測(cè)。大家知道,晶閘管G、K之間是一個(gè)PN結(jié)(a),相當(dāng)于一個(gè)二極管,G為正極、K為負(fù)極,所以,按照測(cè)試二極管的方法,找出三個(gè)極中的兩個(gè)極,測(cè)它的正、反向電阻,電阻小時(shí),萬(wàn)用表黑表筆接的是控制極G,可以用剛才演示用的示教板電路。接通電源開(kāi)關(guān)S,按一下按鈕開(kāi)關(guān)SB,燈泡發(fā)光就是好的,不發(fā)光就是壞的。

可控硅有多種分類(lèi)方法。
(一)按關(guān)斷、導(dǎo)通及控制方式分類(lèi):可控硅按其關(guān)斷、導(dǎo)通及控制方式可分為普通可控硅、雙向可控硅、逆導(dǎo)可控硅、門(mén)極關(guān)斷可控硅(GTO)、BTG可控硅、溫控可控硅和光控可控硅等多種。
(二)按引腳和極性分類(lèi):可控硅按其引腳和極性可分為二極可控硅、三極可控硅和四極可控硅。
(三)按封裝形式分類(lèi):可控硅按其封裝形式可分為金屬封裝可控硅、塑封可控硅和陶瓷封裝可控硅三種類(lèi)型。其中,金屬封裝可控硅又分為螺栓形、平板形、圓殼形等多種;塑封可控硅又分為帶散熱片型和不帶散熱片型兩種。
可控硅開(kāi)關(guān)
可控硅開(kāi)關(guān)
(四)按電流容量分類(lèi):可控硅按電流容量可分為大功率可控硅、率可控硅和小功率可控硅三種。通常,大功率可控硅多采用金屬殼封裝,而中、小功率可控硅則多采用塑封或陶瓷封裝。
(五)按關(guān)斷速度分類(lèi):可控硅按其關(guān)斷速度可分為普通可控硅和高頻(快速)可控硅。
(六)過(guò)零觸發(fā)-一般是調(diào)功,即當(dāng)正弦交流電交流電電壓相位過(guò)零點(diǎn)觸發(fā),必須是過(guò)零點(diǎn)才觸發(fā),導(dǎo)通可控硅。
(七)非過(guò)零觸發(fā)-無(wú)論交流電電壓在什么相位的時(shí)候都可觸發(fā)導(dǎo)通可控硅,常見(jiàn)的是移相觸發(fā),即通過(guò)改變正弦交流電的導(dǎo)通角(角相位),來(lái)改變輸出百分比。

柵極上的噪聲電平
在有電噪聲的環(huán)境中,如果柵極上的噪聲電壓超過(guò)VGT,并有足夠的柵電流激發(fā)可控硅(晶閘管)內(nèi)部的正反饋,則也會(huì)被觸發(fā)導(dǎo)通。
應(yīng)用安裝時(shí),首先要使柵極外的連線(xiàn)盡可能短。當(dāng)連線(xiàn)不能很短時(shí),可用絞線(xiàn)或屏蔽線(xiàn)來(lái)減小干擾的侵入。在然后G與MT1之間加一個(gè)1KΩ的電阻來(lái)降低其靈敏度,也可以再并聯(lián)一個(gè)100nf的電容,來(lái)濾掉高頻噪聲。
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