晶閘管電路設計分析:可控硅電路
晶閘管或可控硅整流器 SCR 是一個特別有用的組件,它在功率控制等領域有很多用途,這些組件可用于切換高電壓和電流。晶閘管已經接管了曾經由繼電器處理的大部分電源開關應用,盡管仍然使用非常高的電壓接觸器。、
晶閘管或可控硅整流器、可控硅設計可以直接進行。這些設備雖然有點不尋常,但也遵循與管理其他組件相同的基本電路設計規(guī)則。
主要問題是確保所有組件都有足夠的額定值,因為晶閘管電路通常用于高功率應用。
晶閘管、可控硅電路基礎知識
晶閘管或可控硅整流器的工作方式與標準雙極晶體管或FET不同。
晶閘管有兩個電極連接到要控制的主電路。這兩個電極稱為陽極和陰極。
稱為柵極的第三個電極用于控制電路中的晶閘管。

晶閘管技術注意事項:
晶閘管或SCR基于PNPN結構的獨特結構,并具有三個電極:陽極、陰極和柵極。當柵極接收到觸發(fā)電流時,它會觸發(fā)晶閘管,使電流流動,直到去除陽極和陰極之間的電壓。這使晶閘管能夠切換高電壓和高電流,盡管它僅超過周期的一半。兩個可用于覆蓋周期的兩半。
要了解 SCR 如何在電路中工作,最好查看其等效電路。由此可以看出,可控硅可以被認為是由兩個相互連接的晶體管組成。
在初始條件下,陽極和陰極之間沒有傳導。但是,如果電流以某種方式施加到柵極,使 TR2 導通,則 SCR 將開啟,但僅在一個方向上。即使去除了柵極電流,這種傳導也將保持。這樣,柵極電流可以被視為觸發(fā)脈沖。
為了停止導通,需要將陽極和陰極之間的電壓降低到下降水平以下。當一個或兩個晶體管達到其截止模式時,就會發(fā)生這種情況。此時整個器件的導通將停止,需要重新觸發(fā)柵極。

可以看出,晶閘管 SCR 僅在一個方向上導通。當與交流信號一起使用時,它需要在每個導通半周期重新觸發(fā)。
一旦晶閘管 SCR 處于完全導通狀態(tài),對于所有達到其額定值的陽極電流值,器件兩端的電壓降通常約為 1 V。
然后,SCR 繼續(xù)導通,同時陽極電流保持在器件的保持電流之上,該電流通常表示為 IH。低于此值,SCR 停止導通。因此,在直流和一些高電感交流電路中,必須有一種關閉設備的方法,因為 SCR 將繼續(xù)導通。
晶閘管門電路設計
為了防止柵極過載和誤觸發(fā),通常在柵極電路中放置一些電阻。

在設計 SCR 電路時,通常包括兩個柵極電阻。
圖中包含 R1 以將柵極電流限制在可接受的水平。選擇該電阻器是為了提供足夠的電流來觸發(fā) SCR,同時又不會提供太多以使柵極結處于應力之下。
第二個電阻器 R2 是柵極陰極電阻器,有時表示為 RGK,以防止虛假觸發(fā)。它有效地降低了門的靈敏度。
有時,該電阻器可能包含在 SCR 封裝本身中,并且可能不需要外部電阻器。有必要檢查制造商的數(shù)據(jù)表以確定需要什么。
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