可控硅簡介

　　可控硅（Silicon Controlled Rectifier） 簡稱SCR，是一種大功率電器元件，也稱晶閘管。它具有體積小、效率高、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(xiàn)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。

　　可控硅分單向可控硅和雙向可控硅兩種。雙向可控硅也叫三端雙向可控硅，簡稱TRIAC。雙向可控硅在結構上相當于兩個單向可控硅反向連接，這種可控硅具有雙向導通功能。其通斷狀態(tài)由控制極G決定。在控制極G上加正脈沖（或負脈沖）可使其正向（或反向）導通。這種裝置的優(yōu)點是控制電路簡單，沒有反向耐壓問題，因此特別適合做交流無觸點開關使用。

　　可控硅特性

　　1、 額定通態(tài)平均電流IT在一定條件下，陽極---陰極間可以連續(xù)通過的50赫茲正弦半波電流的平均值。

　　2、 正向阻斷峰值電壓VPF 在控制極開路未加觸發(fā)信號，陽極正向電壓還未超過導能電壓時，可以重復加在可控硅兩端的正向峰值電壓。可控硅承受的正向電壓峰值，不能超過手冊給出的這個參數(shù)值。

　　3、 反向阻斷峰值電壓VPR當可控硅加反向電壓，處于反向關斷狀態(tài)時，可以重復加在可控硅兩端的反向峰值電壓。使用時，不能超過手冊給出的這個參數(shù)值。

　　4、 控制極觸發(fā)電流Ig1 、觸發(fā)電壓VGT在規(guī)定的環(huán)境溫度下，陽極---陰極間加有一定電壓時，可控硅從關斷狀態(tài)轉為導通狀態(tài)所需要的最小控制極電流和電壓。

　　5、 維持電流IH在規(guī)定溫度下，控制極斷路，維持可控硅導通所必需的最小陽極正向電流。許多新型可控硅元件相繼問世，如適于高頻應用的快速可控硅，可以用正或負的觸發(fā)信號控制兩個方向導通的雙向可控硅，可以用正觸發(fā)信號使其導通，用負觸發(fā)信號使其關斷的可控硅等等。

　　可控硅工作原理

　　在分析可控硅工作原理時，我們經(jīng)常將這種四層P1N1P2N2結構看作由一個PNP管和NPN管構成，如下圖所示。

　　當陽極A端加上正向電壓時，BG1和BG2管均處于放大狀態(tài)，此時由控制極G端輸入正向觸發(fā)信號，使得BG2管有基極電流ib2通過，經(jīng)過BG2管的放大后，其集電極電流為ic2=β2ib2。而ic2沿電路流至BG1的基極，故有ib1=ic2，電流又經(jīng)BG1管的放大作用后，得到BG1的集電極電流為ic1=β1ib1=β1β2ib2。此電流又流回BG2的基極，使得BG2的基極電流ib2增大，從而形成正向反饋使電流劇增，進而使得可控硅飽和并導通。由于在電路中形成了正反饋，所以可控硅一旦導通后無法關斷，即使控制極G端的電流消失，可控硅仍能繼續(xù)維持這種導通的狀態(tài)。

　　通過上面對工作原理的分析可知，可控硅只具有導通和關斷兩種工作狀態(tài)，那么這兩種工作狀態(tài)之間如何進行轉換呢？狀態(tài)的轉換需要什么條件呢？下圖將會告訴你答案。

　　可控硅主要參數(shù)

　　⒈ 額定通態(tài)電流（IT）即最大穩(wěn)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(tài)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 控制極觸發(fā)電流（IGT），俗稱觸發(fā)電流。常用可控硅的IGT一般為幾微安到幾十毫安。

　　4，在規(guī)定環(huán)境溫度和散熱條件下，允許通過陰極和陽極的電流平均值

　　可控硅用途

　　普通晶閘管最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。以最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的控制極沒有輸入觸發(fā)脈沖Ug，VS仍然不能導通，只有在U2處于正半周，在控制極外加觸發(fā)脈沖Ug時，晶閘管被觸發(fā)導通。畫出它的波形（c）及（d），只有在觸發(fā)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。通過改變控制極上觸發(fā)脈沖Ug到來的時間，就可以調節(jié)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(fā)脈沖到來瞬間所經(jīng)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(xiàn)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(tǒng)。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(yè)中；高頻熔煉爐等。