晶闸管和双向可控硅应用规则.doc

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1、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，

2、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

3、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

4、。）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

5、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

6、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

7、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。第二象限正向触发方式工作电压为T2正T1负，触发电压为G负T1正。导通电流的方向是T2流向

8、T1。我们称这种方式为第二象限的负向触发方式。第三象限正向触发工作电压为T1正T2负，触发电压为G负T1正。导通电流的方向是T1流向T2。我们称这种方式为第三象限的负向触发方式。第四象限正向触发方式工作电压为T1正T2负，触发电压为G正T1负。导通电流的方向是T1流向T2。我