在自动控制系统中,它可以作为大功率驱动装置,用小功率控制器控制大功率设备。它已广泛应用于交流/DC电机调速系统、功率调节系统和伺服系统。
可控硅分为单向可控硅和双向可控硅。三端双向可控硅开关也叫TRIAC。双向晶闸管在结构上相当于两个单向晶闸管反向连接,具有双向导通的功能。它的开关状态由控制极G决定,给控制极G加一个正脉冲(或负脉冲)可以使它正向(或反向)导通。该器件具有控制电路简单、无反向耐压问题等优点,特别适用于交流无触点开关。从具体用途来说,可以分为:普通晶闸管模块(MTCMTXMTK\
MTA)、普通整流模块(MDC)、普通晶闸管、整流混合模块(MFC)、快速晶闸管、整流混合模块(MKCMZC)、非绝缘晶闸管、整流混合模块(又称电焊机专用模块MTGMDG)、三相整流桥输出晶闸管模块(MDS)、单相(三相)。可控硅整流器(简称SCR)是一种大功率电气元件,也称为晶闸管。它具有体积小、效率高、寿命长的优点。在自动控制系统中,它可以作为大功率驱动装置,用小功率控制器控制大功率设备。它已广泛应用于交流/DC电机调速系统中, 功率调节系统和伺服系统。可控硅分为单向可控硅和双向可控硅。三端双向可控硅开关也叫TRIAC。双向晶闸管在结构上相当于两个单向晶闸管反向连接,具有双向导通的功能。它的开关状态由控制极G决定,给控制极G加一个正脉冲(或负脉冲)可以使它正向(或反向)导通。这种器件的优点是控制电路简单,不存在反向耐压问题,特别适用于交流无触点开关。可控硅的全称是“可控硅整流器”,又称晶闸管。晶闸管是一种三PN结四层结构的大功率半导体器件。可控硅整流器(SCR)体积小,结构简单,功能强大, 并能起到变频、整流、逆变和无触点开关等多种作用,因此被广泛应用于各种电子产品中,如调光灯、摄像机、收音机遥控器、音响等。
晶闸管管,由四层半导体材料组成,有三个PN结和三个外电极(图2(A)):P层半导体引出的电极称为阳极A,P层半导体引出的电极称为控制电极G,N层半导体引出的电极称为阴极k,从晶闸管的电路符号可以看出[图2 (b)],它是一个类似二极管的单向导通器件,关键是增加了一个控制电极G,使其具有与二极管完全不同的工作特性。P1N1P2N2基于硅单晶的四层三端器件,始于1957年。由于其特性类似于真空闸流管,国际上称为硅闸流管,缩写为晶闸管T,又因其具有静态整流作用,故又称为可控硅整流元件,缩写为可控硅。在性能上, SCR不仅具有单向导通性,还具有比硅整流器(俗称“死硅”)更有价值的可控性。它只有两种状态:开和关。
可控硅整流器可以控制毫安级电流的大功率机电设备。如果超过这个功率,由于元件的开关损耗显著增加,允许通过的平均电流会降低。此时,标称电流应该下降。可控硅有很多优点,比如:用小功率控制大功率,功率放大高达几十万倍;反应极快,微秒级开关;无触点操作,无火花,无噪音;效率高,成本低等等。SCR的缺点:静态和动态过载能力差;容易被干扰误导。可控硅整流器可分为螺栓形、平板形和平底形。
常用的有阻容移相桥式触发电路、单结晶体管触发电路、晶体管触发电路、用小晶闸管触发大晶闸管的触发电路等等。
SCR的主要参数是:
1.额定通态平均电流IT在一定条件下,阳极和阴极之间能连续通过的50 Hz正弦半波电流的平均值。
2.正向阻断峰值电压VPF当控制电极开路且未添加触发信号,且阳极直流电压未超过导通电压时,施加到晶闸管两端的正向峰值电压可以重复。可控硅承受的直流电压峰值不能超过手册中给出的这个参数值。
3.反向阻断峰值电压VPR当晶闸管处于具有反向电压的反向关断状态时,施加在晶闸管两端的反向峰值电压可以重复。使用时,不能超过手册中给出的参数值。
4.触发电压VGT在规定的环境温度下,当在阳极和阴极之间施加一定的电压时,晶闸管由关断状态转为导通状态所需的较小的控制极电流和电压。
5.在规定的温度下,保持电流IH关闭控制电极,以维持SCR导通所需的小阳极正向电流。许多新型可控硅器件相继问世,如适用于高频应用的快速可控硅器件、可以用正或负触发信号双向导通的双向可控硅器件、可以用正触发信号导通的可控硅器件、可以用负触发信号关断的可控硅器件等。