晶閘管導(dǎo)通的條件:
1、晶閘管陽(yáng)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(hào));
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(yáng)電壓降低到足夠小或加瞬間方向陽(yáng)電壓、將陽(yáng)瞬間開路。
晶閘管的過(guò)電流保護(hù):
1、過(guò)電流:當(dāng)流過(guò)晶閘管的電流有效值超過(guò)它的額定通態(tài)平 均電流的有效值時(shí),稱為過(guò)電流;
2、原因:負(fù)載過(guò)重,輸出回路短路等;
3、過(guò)電流保護(hù):當(dāng)發(fā)生過(guò)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(guò)電流繼電器保護(hù)、快速熔斷器保護(hù)等;
5、快速熔斷器 。
晶閘管的發(fā)展歷史及制約因素
半導(dǎo)體的出現(xiàn)成為20世紀(jì)現(xiàn)代物理學(xué)其中一項(xiàng)重大的突破,標(biāo)志著電子技術(shù)的誕生。而由于不同領(lǐng)域的實(shí)際需要,促使半導(dǎo)體器件自此分別向兩個(gè)分支快速發(fā)展,其中一個(gè)分支即是以集成電路為代表的微電子器件,特點(diǎn)為小功率、集成化,作為信息的檢出、傳送和處理的工具;而另一類就是電力電子器件,特點(diǎn)為大功率、快速化。1955年,美國(guó)通用電氣公司研發(fā)了世界上個(gè)以硅單晶為半導(dǎo)體整流材料的硅整流器(SR),1957年又開發(fā)了全球用于功率轉(zhuǎn)換和控制的可控硅整流器(SCR)。由于它們具有體積小、重量輕、效率高、壽命長(zhǎng)的優(yōu)勢(shì),尤其是SCR能以微小的電流控制較大的功率,令半導(dǎo)體電力電子器件成功從弱電控制領(lǐng)域進(jìn)入了強(qiáng)電控制領(lǐng)域、大功率控制領(lǐng)域。在整流器的應(yīng)用上,晶閘管迅速取代了整流器(引燃管),實(shí)現(xiàn)整流器的固體化、靜止化和無(wú)觸點(diǎn)化,并獲得巨大的節(jié)能效果。從1960年始,由普通晶閘管相繼出了快速晶閘管、光控晶閘管、不對(duì)稱晶閘管及雙向晶閘管等各種特性的晶閘管,形成一個(gè)龐大的晶閘管家族。
但晶閘管本身存在兩個(gè)制約其繼續(xù)發(fā)展的重要因素。一是控制功能上的欠缺,普通的晶閘管屬于半控型器件,通過(guò)門極(控制極)只能控制其開通而不能控制其關(guān)斷,導(dǎo)通后控制極即不再起作用,要關(guān)斷必須切斷電源,即令流過(guò)晶閘管的正向電流小于維持電流。由于晶閘管的關(guān)斷不可控的特性,必須另外配以由電感、電容及開關(guān)器件等組成的強(qiáng)迫換流電路,從而使裝置體積,成本增加,而且系統(tǒng)更為復(fù)雜、可靠性降低。二是因?yàn)榇祟惼骷⒆阌诜至⒃Y(jié)構(gòu),開通損耗大,工作頻率難以提高,限制了其應(yīng)用范圍。1970年代末,隨著可關(guān)斷晶閘管(GTO)日趨成熟,成功克服了普通晶閘管的缺陷,標(biāo)志著電力電子器件已經(jīng)從半控型器件發(fā)展到全控型器件
晶閘管的使用注意事項(xiàng)
選用可控硅的額定電壓時(shí),應(yīng)參考實(shí)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(shí),除了考慮通過(guò)元件的平均電流外,還應(yīng)注意正常工作時(shí)導(dǎo)通角的大小、散熱通風(fēng)條件等因素。在工作中還應(yīng)注意管殼溫度不超過(guò)相應(yīng)電流下的允許值。
2、使用可控硅之前,應(yīng)該用萬(wàn)用表檢查可控硅是否良好。發(fā)現(xiàn)有短路或斷路現(xiàn)象時(shí),應(yīng)立即更換。
3、嚴(yán)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,并且保證所規(guī)定的冷卻條件。為保證散熱器與可控硅管心接觸良好,它們之間應(yīng)涂上一薄層有機(jī)硅油或硅脂,以幫于良好的散熱。
5、按規(guī)定對(duì)主電路中的可控硅采用過(guò)壓及過(guò)流保護(hù)裝置。
6、要防止可控硅控制極的正向過(guò)載和反向擊穿。
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。
晶閘管的選用
1、選擇晶閘管的類型:晶閘管有多種類型,應(yīng)根據(jù)應(yīng)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(diào)壓、逆變電源、開關(guān)電源保護(hù)電路等,可選用普通單向晶閘管。
若用于交流開關(guān)、交流調(diào)壓、交流電動(dòng)機(jī)線性調(diào)速、燈具線性調(diào)光及固態(tài)繼電器、固態(tài)接觸器等電路中,應(yīng)選用雙向晶閘管。
若用于交流電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速、斬波器、逆變電源及各種電子開關(guān)電路等,可選用門極關(guān)斷晶閘管。
若用于鋸齒波發(fā)生器、長(zhǎng)時(shí)間延時(shí)器、過(guò)電壓保護(hù)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(dǎo)磁能儲(chǔ)存系統(tǒng)及開關(guān)電源等電路,可選用逆導(dǎo)晶閘管。
若用于光電耦合器、光探測(cè)器、光報(bào)警器、光計(jì)數(shù)器、光電邏輯電路及自動(dòng)生產(chǎn)線的運(yùn)行電路,可選用光控晶閘管。
2、選擇晶閘管的主要參數(shù):晶閘管的主要參數(shù)應(yīng)根據(jù)應(yīng)用電路的具體要求而定。
所選晶閘管應(yīng)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(yīng)高于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(shù)應(yīng)符合應(yīng)用電路(指門極的控制電路)的各項(xiàng)要求,不能偏高或偏低,否則會(huì)影響晶閘管的正常工作。
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