浅析可控硅基础知识及应用电路

可控硅，也称为晶闸管，是一种功率半导体器件，一般用在主回路中。它具有体积小、效率高、寿命长等优点。在自动控制系统中，可作为大功率驱动器件，实现用小功率控件控制大功率设备。广泛应用于交直流电机调速系统中。

1.可控硅基础知识

可控硅是电流控制型器件，可控硅有三个极：阳极（A）、阴极（K）和控制极（G），其内部是P型导体和N型导体交迭组成的四层结构，共有三个PN 结。晶闸管在工作过程中，它的阳极A和阴极K与电源和负载连接，组成晶闸管的主电路，晶闸管的门极G和阴极K与控制晶闸管的装置连接，组成晶闸管的控制电路。

晶闸管导通条件：首先要给晶闸管加上正向阳极电压，同时还要给门极加上正向脉冲电流，二者缺一不可。当晶闸管导通后，无论有没有门极电压或者加上反向门极电压都不会影响晶闸管导通，也就是说当晶闸管导通后，门极失去作用。

晶闸管关断条件，要想使晶闸管由导通变为截止必须使主电路电压（或电流）接近零或给主电路加上反向电压。

可控硅电路符号

可控硅内部结构

可控硅分为单向可控硅（SCR）和双向可控硅（TRIAC）。

可控硅特性曲线

二者应用区别：单向可控硅因为只有阳极电压大于阴极时，在门极加控制电压才会导通，反之截止，这和二极管的单向导电性一样，所以广泛应用于可控整流。而双向可控硅在施加正向或反向电压时受到脉冲触发都会导通，导通具备开关功能，导通角可控具备调压功能，所以双向可控硅在交流电路中能完成开关和调压双重功能。

2.可控硅主要参数

BT169规格书

①通态电流IT（RMS）：可控硅完全导通后，流过A、K两极的电流即为通态电流IT（On-State Current），实际应用时，AK间通常是交流电压（如220VAC），因此常将此参数标记为通态平均电流IT（RMS），指可控硅元件可以连续通过的工频正弦半波电流（在一个周期内）的平均值。

②反向重复峰值电压（VRRM）或断态重复峰值电压（VDRM）：即为可控硅的耐压值。一般为几百伏到一千多伏。

③门极触发电压(VGT)和门极触发电流（IGT）：使可控硅由截止变为导通状态所需的最小门极电压和门极电流。

④维持电流（IH）：在门极G开路时，要保持可控硅能处于导通状态所必须的最小正向电流，称为维持电流。

3.可控硅应用电路

可控硅调压器电路

可控硅交流调压器由可控整流电路和触发电路两部分组成，从图中可知，二极管D1—D4组成桥式整流电路，双基极二极管T1构成张弛振荡器作为可控硅的同步触发电路。当调压器接上市电后，220V交流电通过负载电阻RL经二极管D1—D4整流，在可控硅SCR的A、K两端形成一个脉动直流电压，该电压由电阻R1降压后作为触发电路的直流电源。

在交流电的正半周时，整流电压通过R4、W1对电容C充电。当充电电压Uc达到T1管的峰值电压Up时，T1管由截止变为导通，于是电容C通过T1管的e、b1结和R2迅速放电，结果在R2上获得一个尖脉冲。这个脉冲作为控制信号送到可控硅SCR的控制极，使可控硅导通。可控硅导通后的管压降很低，一般小于1V，所以张弛振荡器停止工作。当交流电通过零点时，可控硅自关断。当交流电在负半周时，电容C又重新充电……如此周而复始，便可调整负载RL上的功率了。

审核编辑：刘清