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、壽命長等優點。在自動控制系統中，可作為大功率驅動器件，實現用小功率控件控制大功率設備。它在交直流電機調速系統、調功系統及隨動系統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、 額定通態平均電流IT在一定條件下，陽極---陰極間可以連續通過的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值。

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

　　5、 維持電流IH在規定溫度下，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信號控制兩個方向導通的雙向可控硅，可以用正觸發信號使其導通，用負觸發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，此時由控制極G端輸入正向觸發信號，使得BG2管有基極電流ib2通過，經過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，可控硅仍能繼續維持這種導通的狀態。

　　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，那么這兩種工作狀態之間如何進行轉換呢？狀態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

　　⒈ 額定通態電流（IT）即最大穩定工作電流，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 控制極觸發電流（IGT），俗稱觸發電流。常用可控硅的IGT一般為幾微安到幾十毫安。

　　4，在規定環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，在控制極外加觸發脈沖Ug時，晶閘管被觸發導通。畫出它的波形（c）及（d），只有在觸發脈沖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脈沖Ug到來的時間，就可以調節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，從零值開始到觸發脈沖到來瞬間所經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。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中；高頻熔煉爐等。

　　可控硅調壓調速原理

　　小功率分體機室內風機目前用的是PG調速塑封電機，為單向異步電容運轉電動機。為了滿足空調正常的運轉，達到制冷、制熱能力的平衡，所以必須保證室內風機的轉速滿足系統的要求，并保持轉速的穩定。因此采用可控硅調壓調速的方法來調節風機的轉速。

　　1.電路原理圖

　　2.工作原理簡介

　　可控硅調速是用改變可控硅導通角的方法來改變電動機端電壓的波形，從而改變電動機端電壓的有效值，達到調速的目的。

　　當可控硅導通角α1=180°時，電動機端電壓波形為正弦波，即全導通狀態；（圖示兩種狀態）當可控硅導通角α1 《180°時，電動機端電壓波形如圖實線所示，即非全導通狀態，有效值減小；α1越小，導通狀態越少，則電壓有效值越小，所產生的磁場越小，則電機的轉速越低。但這時電動機電壓和電流波形不連續，波形差，故電動機的噪音大，甚至有明顯的抖動，并帶來干擾。這些現象一般是在微風或低風速時出現，屬正常。由以上的分析可知，采用可控硅調速其電機轉速可連續調節。

　　3.各元器件作用及注意事項

　　3.1 D15、R28、R29、E9、Z1、R30、C1組成降壓、整流、慮波穩壓電路，獲得相對直流電壓12V，通過光電偶合器PC817給雙向可控硅BT131提供門極電壓；

　　3.2 R25、C15組成RC阻容吸收網絡，解決可控硅導通與截止對電網的干擾，使其符合EMI測試標準；同時防止可控硅兩端電壓突變，造成無門極信號誤導通。

　　3.3 TR1選用1A/400V雙向可控硅，TR1有方向性，T1、T2不可接反，否則電路不能正常工作。 3.4 L2為扼流線圈，防止可控硅回路中電流突變，保護TR1，由于它是儲能元件，在TR1關斷和導通過程中，尖峰電壓接近50V，R24容易受沖擊損壞，因此禁止將L2放置在TR1前端