晶闸管和双向可控硅应用规则.docxVIP

闸流管 闸流管是一种可控制的整流管，由门极向阴极送 出微小信号电流即可触发单向电流自阳极流向阴极。 导通 让门极相对阴极成正极性，使产生门极电流，闸 流管立即导通。当门极电压达到阀值电压 VGT，并导 致门极电流达到阀值 IGT，经过很短时间 tgt（称作门极 控制导通时间）负载电流从正极流向阴极。假如门极 电流由很窄的脉冲构成，比方说 1μs，它的峰值应增 大，以保证触发。 当负载电流达到闸流管的闩锁电流值 IL 时，即使 断开门极电流，负载电流将维持不变。只要有足够的 电流继续流动，闸流管将继续在没有门极电流的条件 下导通。这种状态称作闩锁状态。 注意，VGT，IGT 和 IL 参数的值都是 25℃下的数 据。在低温下这些值将增大，所以驱动电路必须提供 足够的电压、电流振幅和持续时间，按可能遇到的、最低的运行温度考虑。 规则 1 为了导通闸流管（或双向可控硅），必须有门极电流≧IGT ，直至负载电流达到≧IL 。这条 件必须满足，并按可能遇到的最低温度考虑。 灵敏的门极控制闸流管，如 BT150，容易在高温下因阳极至阴极的漏电而导通。假如结温 Tj 高于 Tjmax , 将达到一种状态，此时漏电流足以触发灵敏的闸流管 门极。闸流管将丧失维持截止状态的能力，没有门极 电流触发已处于导通。 要避免这种自发导通，可采用下列解决办法中的 一种或几种： 1. 确保温度不超过 Tjmax。 2. 采用门极灵敏度较低的闸流管，如 BT151，或在 门极和阴极间串入 1kΩ或阻值更 小的电阻，降低 已有闸流管的灵敏度。 3. 若由于电路要求，不能选用低灵敏度的闸流管， 可在截止周期采用较小的门极反向 偏流。这措施 能增大 IL。应用负门极电流时，特别要注意降低 门极的功率耗散。 截止（换向） 要断开闸流管的电流，需把负载电流降到维持电 流 IH 之下，并历经必要时间，让所有的载流子撤出 结。在直流电路中可用“强迫换向”，而在交流电路中则在导通半周终点实现。（负载电路使负载电流降 到零，导致闸流管断开，称作强迫换向。）然后，闸流管将回复至完全截止的状态。 假如负载电流不能维持在 IH 之下足够长的时间， 在阳极和阴极之间电压再度上升之前，闸流管不能回复至完全截止的状态。它可能在没有外部门极电流作 用的情况下，回到导通状态。 注意，IH 亦在室温下定义，和 IL 一样，温度高时其值减小。所以，为保证成功的切换，电路应充许有足够时间，让负载电流降到 IH 之下，并考虑可能遇到的最高运行温度。 规则 2 要断开（切换）闸流管（或双向可控硅），负载电流必须IH, 并维持足够长的时间，使能回复至截止状态。在可能的最高运行温度下必须满足上述条件。 双向可控硅 从形式上可将双向可控硅看成两只普通可控硅的组合，但实际上它是由 7 只晶体管和多只电阻构成的功率集成器件。 从双向可控硅的结构看它属于 NPNPN 五层器件。三个电极分别是 T1、T2、 G。因该器件可以双向导通，故除门极 G 以外的两个电极统称为主端子，用 T1、 T2。表示，不再划分成阳极或阴极。其特点是：当 G 极和 T2 极相对于 T1 的电 压均为正时，T2 是阳极，T1 是阴极。反之，当 G 极和 T2 极相对于 T1 的电压 均为负时，T1 变成阳极，T2 为阴极。 双向可控硅可看作为“双向闸流管”，因为它能双向导通。对标准的双向可控硅，电流能沿任一方向 在主端子 T1和 T2 间流动，用 T1 和门极端子间 的微小信号电流触发。 导通 和闸流管不同，双向可控硅可以用门极和 T1 间的正向或负向电流触发。（VGT，IGT 和 IL 的选择原则 和闸流管相同，见规则1）因而能在四个“象限”触发，如图 4 与表1所示。 双向可控硅的伏安特性见图5，由于正、反向特性曲线具有对称性，所以它可在任何一个方向导通。 在负载电流过零时，门极用直流或单极脉冲触 发，优先采用负的门极电流，理由如下。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，导致下列后果： 1. 高 IGT - 需要高峰值 IG。 2. 由 IG 触发到负载电流开始流动，两者之间迟后时间较长– 要求 IG 维持较长时间。 3. 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。 4. 高 IL 值（第2象限工况亦如此）—对于很小的负载，若在电源半周起始点导通，可能需要较长时间的 IG，才能让负载电流达到较高的 IL。 表1双向可控硅的四象限触发方式 导通方式 电路 原理 第一象限正 向触发方式 工作电压为 T2正 T1 负，触发电压为 G正 T1 负。导通电流的方向是 T2流向 T1。我们称这种方式为第一象限的正向触发方式。 第二象限正 向触