晶閘管的選用
1、選擇晶閘管的類型:晶閘管有多種類型,應根據應用電路的具體要求合理選用。
若用于交直流電壓控制、可控整流、交流調壓、逆變電源、開關電源保護電路等,可選用普通單向晶閘管。
若用于交流開關、交流調壓、交流電動機線性調速、燈具線性調光及固態(tài)繼電器、固態(tài)接觸器等電路中,應選用雙向晶閘管。
若用于交流電動機變頻調速、斬波器、逆變電源及各種電子開關電路等,可選用門極關斷晶閘管。
若用于鋸齒波發(fā)生器、長時間延時器、過電壓保護器及大功率晶體管觸發(fā)電路等,可選用BTG晶閘管。
若用于電磁灶、電子鎮(zhèn)流器、超聲波電路、超導磁能儲存系統(tǒng)及開關電源等電路,可選用逆導晶閘管。
若用于光電耦合器、光探測器、光報警器、光計數器、光電邏輯電路及自動生產線的運行電路,可選用光控晶閘管。
2、選擇晶閘管的主要參數:晶閘管的主要參數應根據應用電路的具體要求而定。
所選晶閘管應留有一定的功率裕量,其額定峰值電壓和額定電流(通態(tài)平均電流)均應受控電路的工作電壓和工作電流1.5~2倍。
晶閘管的正向壓降、門極觸發(fā)電流及觸發(fā)電壓等參數應符合應用電路(指門極的控制電路)的各項要求,不能偏高或偏低,否則會影響晶閘管的正常工作。
晶閘管的使用注意事項
選用可控硅的額定電壓時,應參考實際工作條件下的峰值電壓的大小,并留出一定的余量。
1、選用可控硅的額定電流時,除了考慮通過元件的平均電流外,還應注意正常工作時導通角的大小、散熱通風條件等因素。在工作中還應注意管殼溫度不超過相應電流下的允許值。
2、使用可控硅之前,應該用萬用表檢查可控硅是否良好。發(fā)現有短路或斷路現象時,應立即更換。
3、嚴禁用兆歐表(即搖表)檢查元件的絕緣情況。
4、電流為5A以上的可控硅要裝散熱器,并且所規(guī)定的冷卻條件。為散熱器與可控硅管心接觸良好,它們之間應涂上一薄層有機硅油或硅脂,以幫于良好的散熱。
5、按規(guī)定對主電路中的可控硅采用過壓及過流保護裝置。
6、要防止可控硅控制極的正向過載和反向擊穿。
KP晶閘管的特點如下:
1. 具有高電流承受能力:KP晶閘管能夠承受較高的電流,通常可達幾百安培。
2. 具有高電壓承受能力:KP晶閘管能夠承受較高的電壓,通常可達幾千伏。
3. 具有快速開關特性:KP晶閘管的開關速度較快,可以實現快速的開關操作。
4. 具有可控性:KP晶閘管可以通過控制極的電壓或電流來控制其導通和截止狀態(tài)。
5. 具有高溫工作能力:KP晶閘管可以在高溫環(huán)境下正常工作,通常可達幾百攝氏度。
6. 具有較低的開啟壓降:KP晶閘管的開啟壓降較低,可以減小功率損耗。
7. 具有較高的可靠性:KP晶閘管的可靠性較高,壽命長,不易損壞。
總之,KP晶閘管具有高電流、高電壓承受能力,快速開關特性,可控性強,適用于高溫環(huán)境,并具有較低的開啟壓降和較高的可靠性。
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,一般由兩晶閘管反向連接而成。它的功能不僅是整流,還可以用作無觸點開關的快速接通或切斷;實現將直流電變流電的逆變;將一種頻率的交流電變成另一種頻率的交流電等等??煽毓韬推渌雽w器件一樣,有體積小、、穩(wěn)定性好、工作可靠等優(yōu)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(yè)、農業(yè)、交通運輸、科研以至商業(yè)、民用電器等方面爭相采用的元件。目前可控硅在自動控制、機電應用、工業(yè)電氣及家電等方面都有廣泛的應用。
可控硅從外形上區(qū)分主要有螺旋式、平板式底式三種。螺旋式應用較多。
可控硅有三個----陽(A)、陰(C)和控制(G),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,與只有一個PN結的硅整流二管在結構上迥然不同??煽毓璧乃膶咏Y構和控制的引入,為其發(fā)揮“以小控大”的控制特性奠定了基礎??煽毓钁脮r,只要在控制加上很小的電流或電壓,能控制很大的陽電流或電壓。目前已能制造出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。
我們可以把從陰向上數的、二、三層看面是一只N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??僧嫵鰣D1的等效電路圖。當在陽和陰之間加上一個正向電壓E,又在控制G和陰C之間(相當BG2的基一射間)輸入一個正的觸發(fā)信號,BG2將產生基電流Ib2,經放大,BG2將有一個放大了β2倍的集電電流IC2。因為BG2集電與BG1基相連,IC2又是BG1的基電流Ib1。BG1又把Ib1(Ib2)放大了β1的集電電流IC1送回BG2的基放大。如此循環(huán)放大,直到BG1、BG2完全導通。事實上這一過程是“一觸即發(fā)”的,對可控硅來說,觸發(fā)信號加到控制,可控硅立即導通。導通的時間主要決定于可控硅的性能。
可控硅一經觸發(fā)導通后,由于循環(huán)反饋的原因,流入BG2基的電流已不只是初始的Ib2,而是經過BG1、BG2放大后的電流(β1*β2*Ib2),這一電流遠大于Ib2,足以保持BG2的持續(xù)導通。此時觸發(fā)信號即使消失,可控硅仍保持導通狀態(tài),只有斷開電源E或降低E的輸出電壓,使BG1、BG2的集電電流小于維持導通的小值時,可控硅方可關斷。當然,如果E性反接,BG1、BG2受到反向電壓作用將處于截止狀態(tài)。這時,即使輸入觸發(fā)信號,可控硅也不能工作。反過來,E接成正向,而觸動發(fā)信號是負的,可控硅也不能導通。另外,如果不加觸發(fā)信號,而正電壓大到超過一定值時,可控硅也會導通,但已屬于非正常工作情況了。
可控硅這種通過觸發(fā)信號(小觸發(fā)電流)來控制導通(可控硅中通過大電流)的可控特性,正是它區(qū)別于普通硅整流二管的重要特征。
可控硅有多種分類方法:
1、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、門極關斷可控硅(GTO)、BTG可控硅、溫控可控硅和光控可控硅等多種;
2、按引腳和極性分類: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;
3、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;
4、按電流容量分類: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;
5、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;
6、過零觸發(fā)-一般是調功,即當正弦交流電交流電電壓相位過零點觸發(fā),是過零點才觸發(fā),導通可控硅;
7、非過零觸發(fā)-無論交流電電壓在什么相位的時候都可觸發(fā)導通可控硅,常見的是移相觸發(fā),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。
可控硅是一種大功率電器元件,也稱晶閘管。它具有體積小、、壽命長等優(yōu)點。在自動控制系統(tǒng)中,可作為大功率驅動器件,實現用小功率控件控制大功率設備。它在交直流電機調速系統(tǒng)、調功系統(tǒng)及隨動系統(tǒng)中得到了廣泛的應用。