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晶闸管电路设计分析:可控硅电路

2022-03-30 17:04 作者:心飞若  | 我要投稿

晶闸管或可控硅整流器 SCR 是一个特别有用的组件,它在功率控制等领域有很多用途,这些组件可用于切换高电压和电流。晶闸管已经接管了曾经由继电器处理的大部分电源开关应用,尽管仍然使用非常高的电压接触器。、

晶闸管或可控硅整流器、可控硅设计可以直接进行。这些设备虽然有点不寻常,但也遵循与管理其他组件相同的基本电路设计规则。

主要问题是确保所有组件都有足够的额定值,因为晶闸管电路通常用于高功率应用。

晶闸管、可控硅电路基础知识

晶闸管或可控硅整流器的工作方式与标准双极晶体管或FET不同。

晶闸管有两个电极连接到要控制的主电路。这两个电极称为阳极和阴极。

称为栅极的第三个电极用于控制电路中的晶闸管。


晶闸管技术注意事项:

晶闸管或SCR基于PNPN结构的独特结构,并具有三个电极:阳极、阴极和栅极。当栅极接收到触发电流时,它会触发晶闸管,使电流流动,直到去除阳极和阴极之间的电压。这使晶闸管能够切换高电压和高电流,尽管它仅超过周期的一半。两个可用于覆盖周期的两半。

要了解 SCR 如何在电路中工作,最好查看其等效电路。由此可以看出,可控硅可以被认为是由两个相互连接的晶体管组成。

在初始条件下,阳极和阴极之间没有传导。但是,如果电流以某种方式施加到栅极,使 TR2 导通,则 SCR 将开启,但仅在一个方向上。即使去除了栅极电流,这种传导也将保持。这样,栅极电流可以被视为触发脉冲。

为了停止导通,需要将阳极和阴极之间的电压降低到下降水平以下。当一个或两个晶体管达到其截止模式时,就会发生这种情况。此时整个器件的导通将停止,需要重新触发栅极。

可以看出,晶闸管 SCR 仅在一个方向上导通。当与交流信号一起使用时,它需要在每个导通半周期重新触发。

一旦晶闸管 SCR 处于完全导通状态,对于所有达到其额定值的阳极电流值,器件两端的电压降通常约为 1 V。

然后,SCR 继续导通,同时阳极电流保持在器件的保持电流之上,该电流通常表示为 IH。低于此值,SCR 停止导通。因此,在直流和一些高电感交流电路中,必须有一种关闭设备的方法,因为 SCR 将继续导通。

晶闸管门电路设计

为了防止栅极过载和误触发,通常在栅极电路中放置一些电阻。

在设计 SCR 电路时,通常包括两个栅极电阻。

图中包含 R1 以将栅极电流限制在可接受的水平。选择该电阻器是为了提供足够的电流来触发 SCR,同时又不会提供太多以使栅极结处于应力之下。

第二个电阻器 R2 是栅极阴极电阻器,有时表示为 RGK,以防止虚假触发。它有效地降低了门的灵敏度。

有时,该电阻器可能包含在 SCR 封装本身中,并且可能不需要外部电阻器。有必要检查制造商的数据表以确定需要什么。

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