在自動(dòng)控制系統(tǒng)中,它可以作為大功率驅(qū)動(dòng)裝置,用小功率控制器控制大功率設(shè)備。它已廣泛應(yīng)用于交流/DC電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)、功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)和伺服系統(tǒng)。
可控硅分為單向可控硅和雙向可控硅。三端雙向可控硅開(kāi)關(guān)也叫TRIAC。雙向晶閘管在結(jié)構(gòu)上相當(dāng)于兩個(gè)單向晶閘管反向連接,具有雙向?qū)ǖ墓δ堋K拈_(kāi)關(guān)狀態(tài)由控制極G決定,給控制極G加一個(gè)正脈沖(或負(fù)脈沖)可以使它正向(或反向)導(dǎo)通。該器件具有控制電路簡(jiǎn)單、無(wú)反向耐壓?jiǎn)栴}等優(yōu)點(diǎn),特別適用于交流無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)。從具體用途來(lái)說(shuō),可以分為:普通晶閘管模塊(MTCMTXMTK\
MTA)、普通整流模塊(MDC)、普通晶閘管、整流混合模塊(MFC)、快速晶閘管、整流混合模塊(MKCMZC)、非絕緣晶閘管、整流混合模塊(又稱(chēng)電焊機(jī)專(zhuān)用模塊MTGMDG)、三相整流橋輸出晶閘管模塊(MDS)、單相(三相)??煽毓枵髌?簡(jiǎn)稱(chēng)SCR)是一種大功率電氣元件,也稱(chēng)為晶閘管。它具有體積小、效率高、壽命長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)。在自動(dòng)控制系統(tǒng)中,它可以作為大功率驅(qū)動(dòng)裝置,用小功率控制器控制大功率設(shè)備。它已廣泛應(yīng)用于交流/DC電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)中, 功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)和伺服系統(tǒng)??煽毓璺譃閱蜗蚩煽毓韬碗p向可控硅。三端雙向可控硅開(kāi)關(guān)也叫TRIAC。雙向晶閘管在結(jié)構(gòu)上相當(dāng)于兩個(gè)單向晶閘管反向連接,具有雙向?qū)ǖ墓δ?。它的開(kāi)關(guān)狀態(tài)由控制極G決定,給控制極G加一個(gè)正脈沖(或負(fù)脈沖)可以使它正向(或反向)導(dǎo)通。這種器件的優(yōu)點(diǎn)是控制電路簡(jiǎn)單,不存在反向耐壓?jiǎn)栴},特別適用于交流無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)。可控硅的全稱(chēng)是“可控硅整流器”,又稱(chēng)晶閘管。晶閘管是一種三PN結(jié)四層結(jié)構(gòu)的大功率半導(dǎo)體器件??煽毓枵髌?SCR)體積小,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,功能強(qiáng)大, 并能起到變頻、整流、逆變和無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)等多種作用,因此被廣泛應(yīng)用于各種電子產(chǎn)品中,如調(diào)光燈、攝像機(jī)、收音機(jī)遙控器、音響等。
晶閘管管,由四層半導(dǎo)體材料組成,有三個(gè)PN結(jié)和三個(gè)外電極(圖2(A)):P層半導(dǎo)體引出的電極稱(chēng)為陽(yáng)極A,P層半導(dǎo)體引出的電極稱(chēng)為控制電極G,N層半導(dǎo)體引出的電極稱(chēng)為陰極k,從晶閘管的電路符號(hào)可以看出[圖2 (b)],它是一個(gè)類(lèi)似二極管的單向?qū)ㄆ骷?,關(guān)鍵是增加了一個(gè)控制電極G,使其具有與二極管完全不同的工作特性。P1N1P2N2基于硅單晶的四層三端器件,始于1957年。由于其特性類(lèi)似于真空閘流管,國(guó)際上稱(chēng)為硅閘流管,縮寫(xiě)為晶閘管T,又因其具有靜態(tài)整流作用,故又稱(chēng)為可控硅整流元件,縮寫(xiě)為可控硅。在性能上, SCR不僅具有單向?qū)ㄐ?,還具有比硅整流器(俗稱(chēng)“死硅”)更有價(jià)值的可控性。它只有兩種狀態(tài):開(kāi)和關(guān)。
可控硅整流器可以控制毫安級(jí)電流的大功率機(jī)電設(shè)備。如果超過(guò)這個(gè)功率,由于元件的開(kāi)關(guān)損耗顯著增加,允許通過(guò)的平均電流會(huì)降低。此時(shí),標(biāo)稱(chēng)電流應(yīng)該下降??煽毓栌泻芏鄡?yōu)點(diǎn),比如:用小功率控制大功率,功率放大高達(dá)幾十萬(wàn)倍;反應(yīng)極快,微秒級(jí)開(kāi)關(guān);無(wú)觸點(diǎn)操作,無(wú)火花,無(wú)噪音;效率高,成本低等等。SCR的缺點(diǎn):靜態(tài)和動(dòng)態(tài)過(guò)載能力差;容易被干擾誤導(dǎo)。可控硅整流器可分為螺栓形、平板形和平底形。
常用的有阻容移相橋式觸發(fā)電路、單結(jié)晶體管觸發(fā)電路、晶體管觸發(fā)電路、用小晶閘管觸發(fā)大晶閘管的觸發(fā)電路等等。
SCR的主要參數(shù)是:
1.額定通態(tài)平均電流IT在一定條件下,陽(yáng)極和陰極之間能連續(xù)通過(guò)的50 Hz正弦半波電流的平均值。
2.正向阻斷峰值電壓VPF當(dāng)控制電極開(kāi)路且未添加觸發(fā)信號(hào),且陽(yáng)極直流電壓未超過(guò)導(dǎo)通電壓時(shí),施加到晶閘管兩端的正向峰值電壓可以重復(fù)??煽毓璩惺艿闹绷麟妷悍逯挡荒艹^(guò)手冊(cè)中給出的這個(gè)參數(shù)值。
3.反向阻斷峰值電壓VPR當(dāng)晶閘管處于具有反向電壓的反向關(guān)斷狀態(tài)時(shí),施加在晶閘管兩端的反向峰值電壓可以重復(fù)。使用時(shí),不能超過(guò)手冊(cè)中給出的參數(shù)值。
4.觸發(fā)電壓VGT在規(guī)定的環(huán)境溫度下,當(dāng)在陽(yáng)極和陰極之間施加一定的電壓時(shí),晶閘管由關(guān)斷狀態(tài)轉(zhuǎn)為導(dǎo)通狀態(tài)所需的較小的控制極電流和電壓。
5.在規(guī)定的溫度下,保持電流IH關(guān)閉控制電極,以維持SCR導(dǎo)通所需的小陽(yáng)極正向電流。許多新型可控硅器件相繼問(wèn)世,如適用于高頻應(yīng)用的快速可控硅器件、可以用正或負(fù)觸發(fā)信號(hào)雙向?qū)ǖ碾p向可控硅器件、可以用正觸發(fā)信號(hào)導(dǎo)通的可控硅器件、可以用負(fù)觸發(fā)信號(hào)關(guān)斷的可控硅器件等。