如何使用可控硅？(详细教程)

如何使用可控硅？(详细教程)

前言：
    很多人都应该使用过可控硅吧，但有多少人知道在可控硅的应用电路设计中，需要注意什么问题？哪些参数又是需要考虑的？会用一个可控硅很容易，书上抄个电路图下来，就可以，但想用好可控硅可不是那么简单的事情。因之前我说过对于马达驱动写些资料的，这个就全当是我的第一步吧，我知道很多简单的马达控制中会用到可控硅来实现调速。

    我计划以ST的一款可控硅数据手册为例，介绍可控硅应用电路设计中哪些参数是需要注意，同时也介绍一款ST的新器件AC Switch。我对它的理解是可使用MCU的IO直接驱动，带有过压保护的可控硅。最后呢，再以ST的一份ST6单片机控制马达的应用笔记为结尾，介绍如何使用MCU来控制Triac。我买的美的的豆浆机用的就是ST的ST6 MCU和ST的可控硅。首先申明我使用可控硅的时间不是很长，如果下述内容有错误，欢迎大家丢鸡蛋，呵呵，记住要是转载需要注明来源哦，要不我可会投诉的。本文档的资料来源于06年初ST在法国的一次培训讲义，加入了一些自己的理解。

    在写本文之前，我想要做到人有我无，人无我有的“境界”，决定用Google搜索一下，看看有没有类似的文章，呵呵，发现可以找到的都是一些可控硅的原理，这些我就不打算提了，仅解释工作原理。目前没有在网上找到一份有对可控硅电路设计，哪些参数该如何使用的文章。看来这篇帖子的回头率又可以蛮高的了，我要先偷着乐了。

    刚才看了一下本本里的可控硅资料，一瞄就看到了BTA06,呵呵，就拿它了。AC Switch吗，就用ACS108-6S吧，本文将会实际的对照原始的Datasheet来解释一些参数，Philips的不要问我，自己找吧。

    下面的内容是本文会涉及到的一些资料的下载地址：
    1、ST晶闸管(Thyristors)产品的首页： 
    http://www.stmicroelectronics.com.cn/stonline/products/families/thyristors

_acswitch/thyristors.asp
    2、BTA06-600BRG
    http://www.st.com/stonline/products/literature/ds/2936/bta06.pdf
    3、ACS108-6S
    http://www.st.com/stonline/products/literature/ds/11962.pdf
    
    发现本文的标题太难写了。


正文：
    废话讲完了，开始正文吧！

一、概述
    在日常的控制应用中我们都通常会遇到需要开关交流电的应用，一般控制交流电的时候，我们会使用很多种方法，如：

1、使用继电器来控制，如电饭煲，洗衣机的水阀：
          

2、使用大功率的三极管或IGBT来控制：
          

3、使用整流桥加三极管：
          

4、使用两个SCR来控制：
          

5、使用一个Triac来控制：
          

   
    晶闸管(Thyristor)又叫可控硅，按照其工作特性又可分单向可控硅(SCR)、双向可控硅(TRIAC)。其中双向可控硅又分四象限双向可控硅和三象限双向可控硅。同时可控硅又有绝缘与非绝缘两大类，如ST的可控硅用BT名称后的“A”、与“B”来区分绝缘与非绝缘。  

    单向可控硅SCR：全称Semiconductor Controlled Rectifier(半导体整流控制器)


    双向可控硅TRIAC：全称Triode ACSemiconductor Switch(三端双向可控硅开关)，也有厂商使用Bi-directional Controlled Rectifier(BCR)来表示双向可控硅。


    请注意上述两图中的红紫箭头方向！

    可控硅的结构原理我就不提了。


二、可控硅的控制模式
    现在我们来看一看通常的可控硅控制模式
1、On/Off 控制：
          
    对于这样的一个电路，当通过控制信号来开关Triac时，我们可以看到如下的电流波形
          
    通常对于一个典型的阻性的负载使用该控制方法时，可以看到控制信号、电流、相电压的关联。
          


2、相角控制：
   也叫导通角控制，其目的是通过触发可控硅的导通时间来实现对电流的控制，在简单的马达与调光系统中多可以看到这种控制方法
          
   在典型的阻性负载中，通过控制触发导通角a在0～180之间变化，从而实现控制电流的大小
          



三、
    我们知道，可控硅的一个导通周期可以有四步：