可控硅，也稱為晶閘管，是一種功率半導(dǎo)體器件，一般用在主回路中。它具有體積小、效率高、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，可作為大功率驅(qū)動(dòng)器件，實(shí)現(xiàn)用小功率控件控制大功率設(shè)備。廣泛應(yīng)用于交直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)中。

1.可控硅基礎(chǔ)知識(shí)

可控硅是電流控制型器件，可控硅有三個(gè)極：陽(yáng)極（A）、陰極（K）和控制極（G），其內(nèi)部是P型導(dǎo)體和N型導(dǎo)體交迭組成的四層結(jié)構(gòu)，共有三個(gè)PN 結(jié)。晶閘管在工作過程中，它的陽(yáng)極A和陰極K與電源和負(fù)載連接，組成晶閘管的主電路，晶閘管的門極G和陰極K與控制晶閘管的裝置連接，組成晶閘管的控制電路。

晶閘管導(dǎo)通條件：首先要給晶閘管加上正向陽(yáng)極電壓，同時(shí)還要給門極加上正向脈沖電流，二者缺一不可。當(dāng)晶閘管導(dǎo)通后，無(wú)論有沒有門極電壓或者加上反向門極電壓都不會(huì)影響晶閘管導(dǎo)通，也就是說(shuō)當(dāng)晶閘管導(dǎo)通后，門極失去作用。

晶閘管關(guān)斷條件，要想使晶閘管由導(dǎo)通變?yōu)榻刂贡仨毷怪麟娐冯妷海ɑ螂娏鳎┙咏慊蚪o主電路加上反向電壓。

可控硅電路符號(hào)

可控硅內(nèi)部結(jié)構(gòu)

可控硅分為單向可控硅（SCR）和雙向可控硅（TRIAC）。

可控硅特性曲線

二者應(yīng)用區(qū)別：?jiǎn)蜗蚩煽毓枰驗(yàn)橹挥嘘?yáng)極電壓大于陰極時(shí)，在門極加控制電壓才會(huì)導(dǎo)通，反之截止，這和二極管的單向?qū)щ娦砸粯樱詮V泛應(yīng)用于可控整流。而雙向可控硅在施加正向或反向電壓時(shí)受到脈沖觸發(fā)都會(huì)導(dǎo)通，導(dǎo)通具備開關(guān)功能，導(dǎo)通角可控具備調(diào)壓功能，所以雙向可控硅在交流電路中能完成開關(guān)和調(diào)壓雙重功能。

2.可控硅主要參數(shù)

BT169規(guī)格書

①通態(tài)電流IT（RMS）：可控硅完全導(dǎo)通后，流過A、K兩極的電流即為通態(tài)電流IT（On-State Current），實(shí)際應(yīng)用時(shí)，AK間通常是交流電壓（如220VAC），因此常將此參數(shù)標(biāo)記為通態(tài)平均電流IT（RMS），指可控硅元件可以連續(xù)通過的工頻正弦半波電流（在一個(gè)周期內(nèi)）的平均值。

②反向重復(fù)峰值電壓（VRRM）或斷態(tài)重復(fù)峰值電壓（VDRM）：即為可控硅的耐壓值。一般為幾百伏到一千多伏。

③門極觸發(fā)電壓(VGT)和門極觸發(fā)電流（IGT）：使可控硅由截止變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)所需的最小門極電壓和門極電流。

④維持電流（IH）：在門極G開路時(shí)，要保持可控硅能處于導(dǎo)通狀態(tài)所必須的最小正向電流，稱為維持電流。

3.可控硅應(yīng)用電路

可控硅調(diào)壓器電路

可控硅交流調(diào)壓器由可控整流電路和觸發(fā)電路兩部分組成，從圖中可知，二極管D1—D4組成橋式整流電路，雙基極二極管T1構(gòu)成張弛振蕩器作為可控硅的同步觸發(fā)電路。當(dāng)調(diào)壓器接上市電后，220V交流電通過負(fù)載電阻RL經(jīng)二極管D1—D4整流，在可控硅SCR的A、K兩端形成一個(gè)脈動(dòng)直流電壓，該電壓由電阻R1降壓后作為觸發(fā)電路的直流電源。

在交流電的正半周時(shí)，整流電壓通過R4、W1對(duì)電容C充電。當(dāng)充電電壓Uc達(dá)到T1管的峰值電壓Up時(shí)，T1管由截止變?yōu)閷?dǎo)通，于是電容C通過T1管的e、b1結(jié)和R2迅速放電，結(jié)果在R2上獲得一個(gè)尖脈沖。這個(gè)脈沖作為控制信號(hào)送到可控硅SCR的控制極，使可控硅導(dǎo)通。可控硅導(dǎo)通后的管壓降很低，一般小于1V，所以張弛振蕩器停止工作。當(dāng)交流電通過零點(diǎn)時(shí)，可控硅自關(guān)斷。當(dāng)交流電在負(fù)半周時(shí)，電容C又重新充電……如此周而復(fù)始，便可調(diào)整負(fù)載RL上的功率了。

審核編輯：劉清