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大功率双向可控硅

发布时间:2013-01-17

大功率双向可控硅概述  

大功率双向可控硅不仅能代替两只反极性并联的可控硅,而且仅需一个触发电路,是比较理想的交流开关器件。近几年,随着半导体技术的发展,大功率双向可控硅不断涌现,并广泛应用在变流、变频领域,可控硅应用技术日益成熟传统的控制电路中。通常,大功率双向可控硅多采用金属壳封装, 交流接触器的主要作用是充当控制开关, 大功率双向可控硅可以双向导通并具有良好的开关特性,是目前较理想的交流开关器件。
大功率双向可控硅构造原理  

尽管从形式上可将大功率双向可控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。小功率双向可控硅一般采用塑料封装,有的还带散热板。典型产品有BCMlAM(1A/600V)、BCM3AM(3A/600V)、2N6075(4A/600V),MAC218-10(8A/800V)等。大功率双向可控硅大多采用RD91型封装。

大功率双向可控硅属于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。

大功率双向可控硅优点  

用大功率双向可控硅替代交流接触器有不少优点:

(1) 大功率双向可控硅为无触点式开关,无火花、寿命长、体积小、无噪音;

(2)接触器工作时,其控制回路需要消耗一定的电能,而可控硅为弱电控制,控制回路耗电微乎其微;

(3)接触器控制电路中,操作者接触的器件电压都较高,不安全,而大功率双向可控硅控制电路中操作者只接触5~15V的直流低压电源,非常安全;

(4) 大功率双向可控硅为弱电控制强电,弱电电路更新方便,较容易设计出满足各种要求的控制电路

大功率双向可控硅应用
  

大功率双向可控硅可广泛用于工业、交通、家用电器等领域,实现交流调压、电机调速、交流开关、路灯自动开启与关闭、温度控制、台灯调光、舞台调光等多种功能,它还被用于固态继电器(SSR)和固态接触器电路中。图5是由双向晶闸管构成的接近开关电路。R为门极限流电阻,JAG为干式舌簧管。平时JAG断开,双向晶闸管TRIAC也关断。仅当小磁铁移近时JAG吸合,使双向晶闸管导通,将负载电源接通。由于通过 干簧管的电流很小,时间仅几微秒,所以开关的寿命很长. 在过零触发型交流固态继电器(AC-SSR)的内部电路中,主要包括输入电路、光电耦合器、过零触发电路、开关电路(包括双向晶闸管)、保护电路(RC吸收网络)。当加上输入信号VI(一般为高电平)、并且交流负载电源电压通过零点时,双向晶闸管被触发,将负载电源接通。固态继电器具有驱动功率小、无触点、噪音低、抗干扰能力强,吸合、释放时间短、寿命长,能与TTL\CMOS电路兼容,可取代传统的电磁继电器。它可以方便地调节电压有效值,可用于电炉温度控制,灯光调节,非同步电动机降压软启动和调压调速等,也可用做调节变压器一次侧电压,代替效率低下的调压变压器。实属热控温或降压供电装置中最理想的设备。

目前大功率双向可控硅在工业中已被广泛应用于各种电力设备中,诸如窑炉、热处理炉、电气高温炉、合成电炉、变换脱硫加热炉、热处理炉、热水炉、蒸汽锅炉、导热油炉、高周波机械、电镀设备、印染设备、涂装设备、射出机、押出机等,然而因为负载的不同,使用环境的限制,而又有各种不同的控制模式及各种追加配备,如相位控制,分配式零电位控制,时间比例可调式零位控制。

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