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正高電氣對可控硅的特性和使用方法理論研究

來源:原創 日期:2017年06月24日  點擊數:載入中...
    對單向可控硅來說,當柵極電壓達到門限值VGT且柵電流達到門限值IGT時,可控硅被觸發導通。當觸發電流的脈寬較窄時,則應提高觸發電平。當負載電流超過單向可控硅的閂電流IL時,即使此時的柵電流減為零,可控硅仍能維持導通狀態。為了保證電路在環境較低溫度情況下也能正常工作,則要求驅動電路能提供足夠高的電壓、電流及占
空比的控制信號。
    高靈敏度的單向可控硅,會在高溫下因陽-陰極間的漏電流而誤觸發,應確保不超過TJMAX。為了可靠地關斷單向可控硅,負載電流必須降到低于保持電流IH,并維持一定的時間。
    標準的雙向可控硅既可被柵極的正向電流觸發,也能被柵極的反向電流觸發,它可以在四個象限內導通。在負載電流為零時,用反相的直流或單極性脈沖的(柵極)電流觸發。
    在通常的交流相位控制電路中,如電燈調光器和家用馬達調速器等,可控硅G與MT2的極性要一致,在設計可控硅時要避免在3+區域內工作(MT2為-,G為+)。

值得注意的是,雙向可控硅可能在一些意想不到的情況下觸發導通,其后果有些問題不大,而有些則有潛在的破壞性。

1.柵極上的噪聲電平
  在有電噪聲的環境中,如果柵極上的噪聲電壓超過VGT,并有足夠的柵電流激發可控硅內部的正反饋,則也會被觸發導通。應用安裝時,首先要使柵極外的連線盡可能短。當連線不能很短時,可用絞線或屏蔽線來減小干擾的侵入。然后在G與MT1之間加一個1kΩ的電阻來降低其靈敏度,也可以再并聯一個100nF的電容,來濾掉高頻噪聲。

2.關于轉換電壓變化率
  當驅動一個大的電感性負載時,在負載電壓和電流間有一個很大的相移。當負載電流過零時,雙向可控硅開始換向,但由于相移的關系,電壓將不會是零。所以要求可控硅要迅速關斷這個電壓。如果這時換向電壓的變化超過允許值時,就沒有足夠的時間使結間的電荷釋放掉,而被迫使雙向可控硅回到導通狀態。
  為了克服上述問題,可以在端子MT1和MT2之間加一個RC網絡來限制電壓的變化,以防止誤觸發。一般,電阻取100Ω,電容取100nF。值得注意的是此電阻不能省掉。


3.關于轉換電流變化率

當負載電流增大,電源頻率的增高或電源為非正弦波時,會使轉換電流變化率變高,這種情況易在感性負載的情況下發生,很容易導致器件的損壞。此時可以在負載
回路中串聯一只幾毫亨的空氣電感。

4.關于可控硅開路電壓變化率dVD/dt在處于截止狀態的雙向可控硅兩端加一個小于它的VDFM的高速變化的電壓時,內部電容的電流會產生足夠的柵電流來使可控硅導通。這在高溫下尤為嚴重,在這種情況下可以在MT1和MT2間加一個RC緩沖電路來限制dVD/dt,或可采用高速可控硅。

5.關于連續峰值開路電壓VDRM
在電源不正常的情況下,可控硅兩端的電壓會超過連續峰值開路電壓VDRM的較大值,此時可控硅的漏電流增大并擊穿導通。如果負載能允許很大的浪涌電流,那么硅片上局部的電流密度就很高,使這一小部分先導通。導致芯片燒毀或損壞。另外白熾燈,容性負載或短路保護電路會產生較高的浪涌電流,這時可外加濾波器和鉗位電路來防止尖峰(毛刺)電壓加到雙向可控硅上。
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