按一機部IBI144一75的規定,普通型可控硅稱為KP型可控硅整流元件(又叫KP型硅閘流管》。普通可控硅的型號采用如下格式標注:
額定速態平均屯成系列共分為14個,如表1一5所示。正反向重復蜂值屯壓級別規定1000V以下的管子每100V為一級,1000V以上的管子每200V為一級。取電壓教除以100做為級別標志,如表1-6所示。
通態平均電壓組別依電壓大小分為9組,用宇毋表示,如表1一所示。
例如.KP500-12D表示的是通態平均電流為500A,額定(正反向重復峰值)電壓為1200V,管壓降(通態平均電壓)為0.6---0.7V的普通型可控硅。
綜上所述,小結如下:
(1)可控硅一般做成螺栓形和平板形,有三個電極,用硅半導體材料制成的管芯由PNPN四層組成
(2)可控硅由關斷轉為導通必須同時具備兩個條件:(1〕受正向陽極電壓;(2)受正向門較電壓。
(3)可控硅導通后,當陽極電流小干維持電流In時.可控硅關斷。
(4)可控硅的特性主要是:1.陽極伏安特性曲線,2.門較伏安特性區。
(5)應在額定參數范圍內使用可控硅。選擇可控硅主要確定兩個參致:
電流
⒈ 額定通態電流(IT)即較大穩定工作電流,俗稱電流。常用可控硅的IT一般為一安到幾十安。
⒉反向重復峰值電壓(VRRM)或斷態重復峰值電壓(VDRM),俗稱耐壓。常用可控硅的VRRM/VDRM一般為幾百伏到一千伏。
⒊ 控制較觸發電流(IGT),俗稱觸發電流。常用可控硅的IGT一般為幾微安到幾十毫安。
4,在規定環境溫度和散熱條件下,允許通過陰極和陽極的電流平均值。
關于連續峰值開路電壓VDRM
在電源不正常的情況下,可控硅(晶閘管)兩端的電壓會**過連續峰值開路電壓VDRM的較大值,此時可控硅(晶閘管)的漏電流增大并擊穿導通。如果負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,使這一小部分先導通。導致芯片燒毀或損壞。另外白熾燈,容性負載或短路保護電路會產生較高的浪涌電流,這時可外加濾波器和鉗位電路來防止尖峰(毛刺)電壓加到雙向可控硅(晶閘管)上 。
測量方法
鑒別可控硅三個較的方法很簡單,根據P-N結的原理,只要用萬用表測量一下三個較之間的電阻值就可以。
陽極與陰極之間的正向和反向電阻在幾百千歐以上,陽極和控制較之間的正向和反向電阻在幾百千歐以上(它們之間有兩個P-N結,而且方向相反,因此陽極和控制較正反向都不通) 。
控制較與陰極之間是一個P-N結,因此它的正向電阻大約在幾歐-幾百歐的范圍,反向電阻比正向電阻要大。可是控制較二極管特性是不太理想的,反向不是完全呈阻斷狀態的,可以有比較大的電流通過,因此,有時測得控制較反向電阻比較小,并不能說明控制較特性不好。另外,在測量控制較正反向電阻時,萬用表應放在R*10或R*1擋,防止電壓過高控制較反向擊穿。
若測得元件陰陽極正反向已短路,或陽極與控制較短路,或控制較與陰極反向短路,或控制較與陰極斷路,說明元件已損壞。
可控硅是可控硅整流元件的簡稱,是一種具有三個PN結的四層結構的大功率半導體器件。實際上,可控硅的功用不僅是整流,它還可以用作無觸點開關以快速接通或切斷電路,實現將直流電變成交流電的逆變,將一種頻率的交流電變成另一種頻率的交流電,等等。可控硅和其它半導體器件一樣,其有體積小、效率高、穩定性好、工作可靠等優點。它的出現,使半導體技術從弱電領域進入了強電領域,成為工業、農業、交通運輸、軍事科研以至商業、民用電器等方面爭相采用的元件。
柵較上的噪聲電平
在有電噪聲的環境中,如果柵較上的噪聲電壓**過VGT,并有足夠的柵電流激發可控硅(晶閘管)內部的正反饋,則也會被觸發導通。
應用安裝時,首先要使柵較外的連線盡可能短。當連線不能很短時,可用絞線或屏蔽線來減小干擾的侵入。在然后G與MT1之間加一個1KΩ的電阻來降低其靈敏度,也可以再并聯一個100nf的電容,來濾掉高頻噪聲
可控硅有多種分類方法。
(一)按關斷、導通及控制方式分類:可控硅按其關斷、導通及控制方式可分為普通可控硅、雙向可控硅、逆導可控硅、門較關斷可控硅(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:可控硅按其引腳和極性可分為二較可控硅、三較可控硅和四較可控硅。
(三)按封裝形式分類: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。
可控硅開關
可控硅開關
(四)按電流容量分類:可控硅按電流容量可分為大功率可控硅、中功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)按關斷速度分類:可控硅按其關斷速度可分為普通可控硅和高頻(快速)可控硅。
(六)過零觸發-一般是調功,即當正弦交流電交流電電壓相位過零點觸發,必須是過零點才觸發,導通可控硅。
(七)非過零觸發-無論交流電電壓在什么相位的時候都可觸發導通可控硅,常見的是移相觸發,即通過改變正弦交流電的導通角(角相位),來改變輸出百分比。
關于轉換電流變化率
當負載電流增大,電源頻率的增高或電源為非正弦波時,會使轉換電流變化率變高,這種情況較易在感性負載的情況下發生,很容易導致器件的損壞。此時可以在負載回路中串聯一只幾毫亨的空氣電感。
關于可控硅(晶閘管)開路電壓變化率DVD/DT
在處于截止狀態的雙向可控硅(晶閘管)兩端加一個小于它的VDFM的高速變化的電壓時,內部電容的電流會產生足夠的柵電流來使可控硅(晶閘管)導通。這在高溫下尤為嚴重,在這種情況下可以在MT1和MT2間加一個RC緩沖電路來限制VD/DT,或可采用高速可控硅(晶閘管)。
普通晶閘管較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,就可以構成可控整流電路。以較簡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的控制較沒有輸入觸發脈沖Ug,VS仍然不能導通,只有在U2處于正半周,在控制較外加觸發脈沖Ug時,晶閘管被觸發導通。畫出它的波形(c)及(d),只有在觸發脈沖Ug到來時,負載RL上才有電壓UL輸出。Ug到來得早,晶閘管導通的時間就早;Ug到來得晚,晶閘管導通的時間就晚。通過改變控制較上觸發脈沖Ug到來的時間,就可以調節負載上輸出電壓的平均值UL。在電工技術中,常把交流電的半個周期定為180°,稱為電角度。這樣,在U2的每個正半周,從零值開始到觸發脈沖到來瞬間所經歷的電角度稱為控制角α;在每個正半周內晶閘管導通的電角度叫導通角θ。很明顯,α和θ都是用來表示晶閘管在承受正向電壓的半個周期的導通或阻斷范圍的。通過改變控制角α或導通角θ,改變負載上脈沖直流電壓的平均值UL,實現了可控整流。
1:小功率塑封雙向可控硅通常用作聲光控燈光系統。額定電流:IA小于2A。
2:大;中功率塑封和鐵封可控硅通常用作功率型可控調壓電路。像可調壓輸出直流電源等等。
3:大功率高頻可控硅通常用作工業中;高頻熔煉爐等。
可控硅從外形上分主要有螺旋式、平板式和平底式三種,螺旋式的應用較多。可控硅有三個電極---陽極(A)陰極(C)和控制較(G)。它有管芯是P型導體和N型導體交迭組成的四層結構,共有三個PN結。可控硅和只有一個PN結的硅整流二較度管在結構上迥然不同。可控硅的四層結構和控制較的引用,為其發揮“以小控大”的優異控制特性奠定了基礎。在應用可控硅時,只要在控制較加上很小的電流或電壓,就能控制很大的陽極電流或電壓。電流容量達幾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。
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