南京晶閘管 KP9 1400-24
- 作者:上海秦邦電子科技有限公司 2025-01-19 07:07 0
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晶閘管整流電路器件選擇:工頻整流是晶閘管元件常用的領域之一。元件選用主要考慮其額定電壓和額定電流。
1、晶閘管器件的正反向峰值電壓:應為元件實際承受大峰值電壓UM的2-3倍,即(2-3)。
2、晶閘管器件的額定通態(tài)電流:晶閘管的IT值指的是工頻正弦半波平均值,為使元件在工作過程中不因過熱損壞,流經元件的實際有效值應在乘以安全系數(shù)1.5-2后才能等于1.57IT。假設整流電路負載平均電流為Id,流經每個器件的電流有效值為KId。
可控硅與晶閘管有什么區(qū)別?
晶閘管(THYRISTOR)又名可控硅,屬于功率器件領域,是一種功率半導體開關元件,可控硅是其簡稱,按其工作特性,可控硅可分為單向可控硅(SCR)、雙向可控硅(TRIAC)??煽毓枰卜Q作晶閘管,它是由PNPN四層半導體構成的元件,有三個電極、陽極A、陰極K和控制極G。可控硅在電路中能夠實現(xiàn)交流電的無觸點控制,以小電流控制大電流,并且不象繼電器那樣控制時有火花產生,而且動作快、壽命長、可靠性好。在調速、調光、調壓、調溫以及其他各種控制電路中都有它的身影??煽毓璺譃閱蜗虻暮碗p向的,符號也不同。
單向可控硅有三個PN結,由外層的P極和N極引出兩個電極,分別稱為陽極和陰極,由中間的P極引出一個控制極。單向可控硅有其特的特性:當陽極接反向電壓,或者陽極接正向電壓但控制極不加電壓時,它都不導通,而陽極和控制極同時接正向電壓時,它就會變成導通狀態(tài)。一旦導通,控制電壓便失去了對它的控制作用,不論有沒有控制電壓,也不論控制電壓的極性如何,將一直處于導通狀態(tài)。要想關斷,只有把陽極電壓降低到某一臨界值或者反向。
雙向可控硅的引腳多數(shù)是按T1、T2、G的順序從左至右排列(電極引腳向下,面對有字符的一面時)。加在控制極G上的觸發(fā)脈沖的大小或時間改變時,就能改變其導通電流的大小。與單向可控硅的區(qū)別是,雙向可控硅G極上觸發(fā)脈沖的極性改變時,其導通方向就隨著極性的變化而改變,從而能夠控制交流電負載。而單向可控硅經觸發(fā)后只能從陽極向陰極單方向導通,所以可控硅有單雙向之分。電子制作中常用可控硅,單向的有MCR-100等,雙向的有TLC336等雙向可控硅按象限來分,又分為四象三端雙向可控硅、三象限雙向可控硅;按封裝分:分為一般半塑封裝,外絕緣式全塑封裝;按觸發(fā)電流來分:分為微觸型、高靈敏度型、標準觸發(fā)型;按電壓分:常規(guī)電壓品種、高壓品種。可控硅產品由于它在電路應用中的效率高、控制特性好、壽命長、體積小、功能強等優(yōu)點,自上個世紀六十長代以來,獲得了迅猛發(fā)展,并已形成了一門立的學科?!熬чl管交流技術”??煽毓璋l(fā)展到今天,在工藝上已經非常成熟,品質更好,成品率大幅提高,并向高壓大電流發(fā)展。
可控硅在應用電路中的作用體現(xiàn)在:可控整流:如同二極管整流一樣,將交流整流為直流,并且在交流電壓不變的情況下,有效地控制直流輸出電壓的大小即可控整流,實現(xiàn)交流→可變直流之轉變;無觸點功率靜態(tài)開關(固態(tài)開關):
作為功率開關元件,可控硅可以代替接觸器、繼電器用于開關頻率很高的場合。因此可控硅元件被廣泛應用于各種電子設備和電子產品的電路中,多作可控整流、逆變、變頻、調壓、無觸點開關等用途。家用電器中的調光燈、調速風扇、冷暖空調器、熱水器、電視、冰箱、洗衣機、照相機、音響組合、聲控電路、定時控制器、感應燈、圣誕燈控制器、自動門電路、以及玩具裝置、電動工具產品、無線電遙控電路、攝像機等工業(yè)控制領域等都大量使用了可控硅器件。在這些應用電路中,可控硅元件多用來作可控整流、逆變、變頻、調壓、無觸點開關等。
晶閘管的工作過程
晶閘管是四層三端器件,它有J1、J2、J3三個PN結,可以把它中間的NP分成兩部分,構成一個PNP型三極管和一個NPN型三極管的復合管。
當晶閘管承受正向陽極電壓時,為使晶閘管導通,必須使承受反向電壓的PN結J2失去阻擋作用。每個晶體管的集電極電流同時就是另一個晶體管的基極電流。因此是兩個互相復合的晶體管電路,當有足夠的門極電流Ig流入時,就會形成強烈的正反饋,造成兩晶體管飽和導通。
設PNP管和NPN管的集電極電流分別為IC1和IC2,發(fā)射極電流相應為Ia和Ik,電流放大系數(shù)相應為α1=IC1/Ia和α2=IC2/Ik,設流過J2結的反相漏電流為ICO,晶閘管的陽極電流等于兩管的集電極電流和漏電流的總和:
Ia=IC1+IC2+ICO
=α1Ia+α2Ik+ICO (1)
若門極電流為Ig,則晶閘管陰極電流為:Ik=Ia+Ig。
硅PNP管和硅NPN管相應的電流放大系數(shù)α1和α2隨其發(fā)射極電流的改變而急劇變化。當晶閘管承受正向陽極電壓,而門極未接受電壓的情況下,式(1)中Ig=0,(α1+α2)很小,故晶閘管的陽極電流Ia≈ICO,晶閘管處于正向阻斷狀態(tài);當晶閘管在正向門極電壓下,從門極G流入電流Ig,由于足夠大的Ig流經NPN管的發(fā)射結,從而提高放大系數(shù)α2,產生足夠大的集電極電流IC2流過PNP管的發(fā)射結,并提高了PNP管的電流放大系數(shù)α1,產生更大的集電極電流IC1流經NPN管的發(fā)射結,這樣強烈的正反饋過程迅速進行。
當α1和α2隨發(fā)射極電流增加而使得(α1+α2)≈1時,式(1)中的分母1-(α1+α2)≈0,因此提高了晶閘管的陽極電流Ia。這時,流過晶閘管的電流完全由主回路的電壓和回路電阻決定,晶閘管已處于正向導通狀態(tài)。晶閘管導通后,式(1)中1-(α1+α2)≈0,即使此時門極電流Ig=0,晶閘管仍能保持原來的陽極電流Ia而繼續(xù)導通,門極已失去作用。在晶閘管導通后,如果不斷地減小電源電壓或回路電阻,使陽極電流Ia減小到維持電流IH以下時,由于α1和α2迅速下降,晶閘管恢復到阻斷狀態(tài)。
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晶閘管的工作條件
由于晶閘管只有導通和關斷兩種工作狀態(tài),所以它具有開關特性,這種特性需要一定的條件才能轉化:
(1)晶閘管承受反向陽極電壓時,無論門極承受何種電壓,晶閘管都處于關斷狀態(tài)。
(2)晶閘管承受正向陽極電壓時,僅在門極承受正向電壓的情況下晶閘管才導通。
(3)晶閘管在導通情況下,只要有一定的正向陽極電壓,無論門極電壓如何,晶閘管保持導通,即晶閘管導通后,門極失去作用。
(4)晶閘管在導通情況下,當主回路電壓(或電流)減小到接近于零時,晶閘管關斷。
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