晶閘管導(dǎo)通的條件:
1、晶閘管陽與陰間接正向電壓;
2、控制與陰之間也接正向電壓(實(shí)際工作中,控制加正觸發(fā)脈沖信號);
晶閘管導(dǎo)通后,控制便失去作用。依靠正反饋,晶閘管仍可維持導(dǎo)通狀態(tài)。
關(guān)斷晶閘管的方法:將陽電壓降低到足夠小或加瞬間方向陽電壓、將陽瞬間開路。
晶閘管的過電流保護(hù):
1、過電流:當(dāng)流過晶閘管的電流有效值超過它的額定通態(tài)平 均電流的有效值時(shí),稱為過電流;
2、原因:負(fù)載過重,輸出回路短路等;
3、過電流保護(hù):當(dāng)發(fā)生過電流時(shí),能迅速將電流切斷,以防 晶閘管損壞;
4、措施:靈敏過電流繼電器保護(hù)、快速熔斷器保護(hù)等;
5、快速熔斷器 。
晶閘管的種類?
1, 可關(guān)斷型晶閘管 KG
普通型晶閘管,在控制極G加上正向觸發(fā)信號普通型晶閘管導(dǎo)通后,控制極G就失去作用,要使普通型晶閘管關(guān)斷,必須陽極A與陰極K的正向電壓為零或加上負(fù)電壓。而可關(guān)斷型晶閘管只要在控制極G加上足夠大且較寬的負(fù)向觸發(fā)電流,就可以使晶閘管有效關(guān)斷。
用途:一般使用在斬波調(diào)速、變頻調(diào)速、逆變電源及直流控制電路中,如直流負(fù)載(繼電器線圈、電磁閥、電磁離合器、直流電機(jī))的電源通斷、汽車點(diǎn)火器等。
2, 雙向晶閘管 KS
普通型晶閘管,如果在陽極A與陰極K的加上負(fù)向電壓,即使在控制極G加上正向觸發(fā)信號,普通型晶閘管也不會(huì)導(dǎo)通。而雙向晶閘管卻能夠?qū)?。要使雙向晶閘管關(guān)斷,必須陽極A與陰極K的之間的電壓為零。
用途:一般使用在交/直流控制電路中,如調(diào)壓器;逆變器;交/直流負(fù)載開關(guān)等。
3, 逆導(dǎo)晶閘管KN(亦稱反向?qū)ňчl管)
在某些應(yīng)用場合(如逆變器、斬波器等)要求晶閘管陽極A與陰極K端并接反向二極管,而逆導(dǎo)晶閘管正是基于這個(gè)要求,在一個(gè)硅片材料上,將晶閘管與反向二極管集成在了一起。因而逆導(dǎo)晶閘管具有正向?qū)煽亍⒎聪蜃匀粚?dǎo)通且可通過大電流的不可控;具有耐高壓、耐高溫;關(guān)斷時(shí)間短、通態(tài)電壓低等優(yōu)良性能等特點(diǎn)。
用途:一般用于開關(guān)電源;UPS不間斷電源;高壓、大功率負(fù)載上。如軌道交通的電源。
4, 快速晶閘管KK
由于在某些應(yīng)用領(lǐng)域,要求晶閘管能夠快速響應(yīng)及通斷功能,而快速晶閘管是在普通晶閘管制作基礎(chǔ)上,改變了制作工藝,使得晶閘管在開通與關(guān)斷時(shí)間上大幅縮短,開通時(shí)間為8μs左右;關(guān)斷時(shí)間為50μs左右。主電路換向時(shí)間小于60ms,同時(shí)工作頻率也提升至幾千HZ。
用途:常用于UPS不間斷電源;三相變頻電源;中頻電源;超聲波電源;逆變器、斬波器;快速開關(guān),脈寬調(diào)制器,多諧振蕩器等
5,光控晶閘管
光控晶閘管是既可利用光源激發(fā)導(dǎo)通;也可象普通晶閘管由控制極G觸發(fā)信號來導(dǎo)通的晶閘管,在結(jié)構(gòu)上有兩端(無控制極G)和三端之分。光控制是,其主電路與控制電路在電氣上完全絕緣。
晶閘管(SCR)
晶體閘流管簡稱晶閘管,也稱為可控硅整流元件(SCR),是由三個(gè)PN結(jié)構(gòu)成的一種大功率半導(dǎo)體器件。在性能上,晶閘管不僅具有單向?qū)щ娦?而且還具有比硅整流元件更為可貴的可控性,它只有導(dǎo)通和關(guān)斷兩種狀態(tài)。
晶閘管的優(yōu)點(diǎn)很多,例如:以小功率控制大功率,功率放大倍數(shù)高達(dá)幾十萬倍;反應(yīng)極快,在微秒級內(nèi)開通、關(guān)斷;無觸點(diǎn)運(yùn)行,無火花、無噪聲;效率高,成本低等。因此,特別是在大功率UPS供電系統(tǒng)中,晶閘管在整流電路、靜態(tài)旁路開關(guān)、無觸點(diǎn)輸出開關(guān)等電路中得到廣泛的應(yīng)用。
晶閘管的弱點(diǎn):靜態(tài)及動(dòng)態(tài)的過載能力較差,容易受干擾而誤導(dǎo)通。
晶閘管從外形類主要有:螺栓形、平板形和平底形。
晶閘管的伏安特性
晶閘管陽極A與陰極K之間的電壓與晶閘管陽極電流之間關(guān)系稱為晶閘管伏安特性,如圖2所所示。正向特性位于象限,反向特性位于第三象限。
(1) 反向特性
當(dāng)門極G開路,陽極加上反向電壓時(shí)(見圖3),J2結(jié)正偏,但J1、J2結(jié)反偏。此時(shí)只能流過很小的反向飽和電流,當(dāng)電壓進(jìn)一步提高到J1結(jié)的雪崩擊穿電壓后,同時(shí)J3結(jié)也擊穿,電流迅速增加,如圖2的特性曲線OR段開始彎曲,彎曲處的電壓URO稱為“反向轉(zhuǎn)折電壓”。此后,晶閘管會(huì)發(fā)生性反向擊穿。
(2) 正向特性
當(dāng)門極G開路,陽極A加上正向電壓時(shí)(見圖4),J1、J3結(jié)正偏,但J2結(jié)反偏,這與普通PN結(jié)的反向特性相似,也只能流過很小電流,這叫正向阻斷狀態(tài),當(dāng)電壓增加,如圖2的特性曲線OA段開始彎曲,彎曲處的電壓UBO稱為“正向轉(zhuǎn)折電壓”。
由于電壓升高到J2結(jié)的雪崩擊穿電壓后,J2結(jié)發(fā)生雪崩倍增效應(yīng),在結(jié)區(qū)產(chǎn)生大量的電子和空穴,電子進(jìn)入N1區(qū),空穴進(jìn)入P2區(qū)。進(jìn)入N1區(qū)的電子與由P1區(qū)通過J1結(jié)注入N1區(qū)的空穴復(fù)合。同樣,進(jìn)入P2區(qū)的空穴與由N2區(qū)通過J3結(jié)注入P2區(qū)的電子復(fù)合,雪崩擊穿后,進(jìn)入N1區(qū)的電子與進(jìn)入P2區(qū)的空穴各自不能全部復(fù)合掉。這樣,在N1區(qū)就有電子積累,在P2區(qū)就有空穴積累,結(jié)果使P2區(qū)的電位升高,N1區(qū)的電位下降,J2結(jié)變成正偏,只要電流稍有增加,電壓便迅速下降,出現(xiàn)所謂負(fù)阻特性,見圖2中的虛線AB段。這時(shí)J1、J2、J3三個(gè)結(jié)均處于正偏,晶閘管便進(jìn)入正向?qū)щ姞顟B(tài)——通態(tài),此時(shí),它的特性與普通的PN結(jié)正向特性相似,如圖2的BC段。
(3) 觸發(fā)導(dǎo)通
在門極G上加入正向電壓時(shí)(如圖5所示),因J3正偏,P2區(qū)的空穴進(jìn)入N2區(qū),N2區(qū)的電子進(jìn)入P2區(qū),形成觸發(fā)電流IGT。在晶閘管的內(nèi)部正反饋?zhàn)饔?如圖2)的基礎(chǔ)上,加上IGT的作用,使晶閘管提前導(dǎo)通,導(dǎo)致圖2中的伏安特性O(shè)A段左移,IGT越大,特性左移越快。
晶閘管損壞原因判斷
當(dāng)晶閘管損壞后需要檢查分析其原因時(shí),可把管芯從冷卻套中取出,打開芯盒再取出芯片,觀察其損壞后的痕跡,以判斷是何原因。下面介紹幾種常見現(xiàn)象分析。
1、電壓擊穿。晶閘管因不能承受電壓而損壞,其芯片中有一個(gè)光潔的小孔,有時(shí)需用擴(kuò)大鏡才能看見。其原因可能是管子本身耐壓下降或被電路斷開時(shí)產(chǎn)生的高電壓擊穿。
2、電流損壞。電流損壞的痕跡特征是芯片被燒成一個(gè)凹坑,且粗糙,其位置在遠(yuǎn)離控制極上。
3、電流上升率損壞。其痕跡與電流損壞相同,而其位置在控制極附近或就在控制極上。
4、 邊緣損壞。他發(fā)生在芯片外圓倒角處,有細(xì)小光潔小孔。用放大鏡可看到倒角面上有細(xì)細(xì)金屬物劃痕。這是制造廠家安裝不慎所造成的。它導(dǎo)致電壓擊穿。
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