可控硅的工作原理及主要用途
可控硅是可控硅整流元件的简称,是一种具有三个PN 结的四层结构的大功率半导体器件,一般由两晶闸管反向连接而成.它的功用不仅是整流,还可以用作无触点开关以快速接通或切断电路,实现将直流电变成交流电的逆变,将一种频率的交流电变成另一种频率的交流电等等。目前可控硅在自动控制、机电应用、工业电气及家电等方面都有广泛的应用。
可控硅从外形上区分主要有螺旋式、平板式和平底式三种。螺旋式应用较多。
一、可控硅工作原理
⑴、导通
栅极悬空时,BG1和BG2截止,没有电流流过负载电阻 RL。
栅极输入一个正脉冲电压(注入触发电流Ig)时,BG2导通,VCE(BG2)下降,VBE(BG1)升高
正反馈过程:
Ig↑→Ic2↑→Ia↑→Ic1↑→Ig↑ 使BG1和BG2进入饱和导通状态。
电路很快从截止状态进入导通状态。
由于正反馈的作用栅极Ig没有触发将保持导通状态不变
⑵、截止
阳极——阴极加上反向电压
BG1和BG2截止
加大负载电阻RL使电流减少BG1和BG2的基电流也将减少。
当减少到某一个值时由于电路的正反馈作用,电路翻转为截止状态。
这个电流为维持电流IH
二、可控硅的主要用途
作用之一:整流
普通可控硅最基本的用途就是可控整流。大家所熟知的二极管整流电路只可完成整流的功能,并没有实现可控,而一旦把二极管换做可控硅,便构成了一个可控整流电路。
在一个最基本的单相半波可控整流电路中,当正弦交流电压处于正半周时,只有在控制极外加触发脉冲时,可控硅才被触发导通,负载上才会有电压输出,因此可以通过改变控制极上触发脉冲到来的时间,来进一步调节负载上输出电压的平均值,达到可控整流的作用。
作用之二:无触点开关
可控硅的作用之二就是用作无触点开关,经常用于自动化设备中,代替通用继电器,具有无噪音、寿命长的特点。
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