5款双向可控硅的电路应用场景 双向可控硅工作原理.docx

第 第 PAGE 1 页 共 NUMPAGES 1 页 5款双向可控硅的电路应用场景 双向可控硅工作原理 （可控硅）对于（电子工程师）来说是个重要的（元器件），对于一个合格的（硬件）（工程师）来说，必须要掌握可控硅的（电路设计）。可控硅在各个领域应用广泛，常用来做各种大功率负载的开关。相比继电器，可控硅有很多优势，继电器在开关动作时会产生电火花，在某些（工业）环境由于安全原因这是不允许的，继电器在开关动作时触点会发生氧化，影响继电器寿命，而这些缺点可控硅都能避免。  可控硅(Silicon Control（led） Rec（ti）fier) 简称SCR，可控硅分单向可控硅和双向可控硅两种。双向可控硅也叫三端双向可控硅，简称TRI（AC）。双向可控硅在结构上相当于两个单向可控硅反向连接，这种可控硅具有双向导通功能。其通断状态由控制极G决定。在控制极G上加正脉冲(或负脉冲)可使其正向(或反向)导通。   单向可控硅（工作原理） ? 单向可控硅的（电流）是从阳极流向阴极，交流电过零点时截止，如图交流电的负半周时，单向可控硅是不导通的，在正半周时，只有控制栅极有触发（信号）时，可控硅才导通。  双向可控硅工作原理  ? 双向可控硅的电流能从T1极流向T2极,也能从T2极流向T1极，交流电过零点时截止，只有控制栅极有正向或负向的触发信号时，可控硅才导通。  接下来我们讲解下使用最多的双向可控硅的一些电路应用   ?   上图中，VCC和交流电其中一端是连接在一起的，这样就能保证（单片机）是输出低电平信号触发可控硅，这样可控硅触发工作在第3象限，上图中避免可控硅触发使用高电平信号，避免可控硅触发工作在第4象限。若运行在第4象限由于双向可控硅的内部结构，门极离主载流区域较远，导致需要更高的Igt,由 Ig 触发到负载电流开始流动，两者之间迟后时间较长,导致要求 Ig 维持较长时间,另外一个缺点就是会导致低得多的 dIT/dt 承受能力，若控制负载具有高dI/dt 值（例如白炽灯的冷灯丝），门极可能发生强烈退化。查阅可控硅BT134器件规格书，也明确说明触发工作在第4象限，Igt需求更大。如下图：   ?   上图第1个主要是应用在低端类的（产品）上，常见的如家里的吊扇，第2个图加入单片机控制。   其它应用场合  电路的触发方式   栅极电路   上图是主要的可控硅栅极的触发电路  双向可控硅的应用主要事项：  1.在使用双向可控硅控制电感性负载时，一般要如下面所示连接 RC 吸收电路 ， 以抑制施加到器件上的 (dv/dt)c 值。当用双向可控硅（开关控制）电感性负载（L型负载）时，如在转换期间由于电流延迟的作用， (di/dt)c 和 (dv/dt)c 超过某个值时，可能因为(di/dt)c 和(dv/dt)c，不需栅极信号而进入导通状态，从而变得无法控制。   RC吸收回路的参数取值，我们常见的马达控制场合，常用的选取（电阻）为100欧。（电容）为0.01uF. 而起到噪声保护的作用的，接在控制栅极和T1之间的电阻和电容的参数，可根据环境和（EMC）效果酌情选取。 2.根据公式，Rg=(Vcc-Vgt)/Igt（Rg为栅极电阻），栅极电流和栅极电阻Rg和栅极电压Vgt有关。   栅极触发电流Igt的设定，应有足够的余量，要充分考虑低温最恶劣的环境，可控硅的结温特性确定了在低温下的Igt需求更大，如下图：   栅极触发电流Igt的设定，还需考虑栅极触发电压Vgt的因素，同样，也要充分考虑低温最恶劣的环境，可控硅的结温特性确定了在低温下的Vgt需求更大，如下图：   ?   考虑以上两个因素，设定栅极电流Igt时，通常按规格书要求的1.5倍来设定，故栅极电阻Rg的选取需谨慎选取。 3.当遇到严重的、异常的（电源）瞬间过程， T2上 电压可能超过 VDRM，此时 T2 和 T1 间的漏电将达到一定程度，并使双向可控硅自发导通，   若负载允许高涌入电流通过，在硅片导通的小面积上可能达到极高的局部电流密度。这可能导致硅片的烧毁。白炽灯、电容性负载和消弧（保护电路）都可能导致强涌入电流。由于超过 VDRM 或 dVD/dt 导致双向可控硅导通，这不完全威胁设备安全。而是随之而来的 dIT/dt 很可能造成破坏。原因是，导通扩散至整个结需要时间，此时允许