双向可控硅结构原理及应用

单向/双向可控硅触发电路设计原理

1，可以用直流触发可控硅装置。

2，电压有效值等于U等于开方{（电流有效值除以2派的值乘以SIN二倍电阻）加上(派减去电阻的差除以派）}。

3,电流等于电压除以（电压波形的非正弦波幅值半波整流的两倍值）。

4，回答完毕。

触摸式台灯的控制原理

这种台灯的主要优点是没有开关，使用时通过人体触摸，完成开启、调光、关闭动作，给使用带来方便。

一、电路设计原理

人体感应的信号加在电源电路可控硅的触发极，使电路导通，并给负载——灯泡或灯管供电，使灯按弱光、中光、强光、关闭4个状态动作，达到调光的目的。电路见图1，该电路的关键器件是采用CMOS工艺制造的集成电路BA210l。

二、降压稳压电路

由R3、VDl、VD4、C4组成。输出9V直流电，供给BA2101，由③⑦脚引入。

三、触发电路

由触发电极M将人体的感应信号，经c3、R8、R7送至④脚的sP端，经处理后，由⑥脚输出触发信号，经cl、R1加至可控硅VS的G极，VS导通，电灯H点亮。第二次触摸，可改变触发脉冲前沿的到达时间，而使电灯亮度改变。反复触摸，可按弱光、中光、强光和关闭四个动作状态循环，达到调节亮度的目的。可控硅VS在动作中其导通角分别为120度、86度、17度。

四、辅助电路

VD2和vD3为保护集成电路而设。防止触摸信号过大而遭破坏。C3为隔离安全电容。R4为取得同步交流信号而设。R5为外接振荡电阻。

五、使用中经常出现的故障

(1)由震动引发的故障。触摸只需轻轻触及即可。但在家庭使用中触击的强度因人而异，小孩去触摸可能是重重的一拳。性格刚烈的人去触摸，可能引起剧烈震动。因此经常出现灯泡断丝。

(2)集成块焊脚由震动而产生脱焊。如③脚脱焊，使电源切断而停止工作；④、⑥脚脱焊，使触摸信号中断，都会引起灯泡不亮。因此要检查集成块各脚是否脱焊。

栏目编辑韩汝水　双向可控硅的设计及应用　Ｄｅｓｉｇｎ　ａｎｄ　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ　ｏｆ　Ｔｗｏ—ｗａｙ　Ｓｉｌｉｃｏｎ　Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ　Ｒｅｃｔｉｆｉｅｒ　■徐长军王峰青岛鼎新电子科技有限公司（青岛２６６５１０）　苏艳岩张西华海尔数字化家电国家重点实验室（青岛２６６１０３）　国家科技支撑计划资助　项目（２００６ＢＡＦ０２Ａ０７）。　２００８年１Ｏ月２７日收到　本文修改稿。徐长军：　工程师，从事电子新产　品和新技术的研发。　图　双向可控硅结构及　等效电路　弓Ｉ言　１９５８年，从美国通用电气公司研制成功　第一个工业用可控硅开始，电能的变换和控　制从旋转的变流机组、静止的离子变流器进　入以电力半导体器件组成的变流器时代。可　控硅分单向可控硅与双向可控硅。单向可控　硅一般用于彩电的过流、过压保护电路。双　向可控硅一般用于交流调节电路，如调光台　灯及全自动洗衣机中的交流电源控制。　双向可控硅是在普通可控硅的基础上发　展而成的，它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，是目前比　较理想的交流开关器件，一直为家电行业中　主要的功率控制器件。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１３益成熟。本文主要探讨广泛应用于家　电行业的双向可控硅的设计及应用。　ｌ　Ｉ　Ｌ　Ｌ｜　ｐ　Ｎ　１　／／／／／／／／／／／／　双向可控硅特点　双向可控硅可　被认为是一对反并　联连接的普通可控　硅的集成，工作原理　与普通单向可控硅相同。图１为双向可控硅　的基本结构及其等效电路，它有两个主电极　Ｔ１和Ｔ２，一个门极Ｇ，门极使器件在主电极　的正反两个方向均可触发导通，所以双向可　控硅在第１和第３象限有对称的伏安特性。双　向可控硅门极加正、负触发脉冲都能使管子　触发导通，因此有四种触发方式。　双向可控硅应用　为正常使用双向可控硅，需定量掌握其　主要参数，对双向可控硅进行适当选用并采　取相应措施以达到各参数的要求。　・耐压级另怕　选择：通常把　Ｍ（断态重　复峰值电压）和　（反向重复峰值电压）中　较小的值标作该器件的额定电压。选用时，　额定电压应为正常工作峰值电压的２Ｎ３倍，　作为允许的操作过电压裕量。　・电流的确定：由于双向可控硅通常用　在交流电路中，因此不用平均值而用有效值　来表示它的额定电流值。由于可控硅的过载　能力比一般电磁器件小，因而一般家电中选　用可控硅的电流值为实际工作电流值的２Ｎ３　倍。同时，可控硅承受断态重复峰值电压　ＲＭ和反向重复峰值电压　时的峰值电　流应小于器件规定的　Ｍ和　。　・通态（峰值）电压　ＴＭ的选择：它是可　控硅通以规定倍数额定电流时的瞬态峰值压　降。为减少可控硅的热损耗，应尽可能选择　小的可控硅。　・维持电流：　是维持可控硅保持通态　ＷＷＷ．ｅｅｐｗ．ｃ。ｍ。ｃｎ　Ｉ　２００８．１２　圣子痤品啦暴【囵　｛；　路　思　，　辔　％船啦盛

1 浅谈双向可控硅软起动器原理及应用

作者：张森华

时间：2005年1月

摘要 ： 该篇文章简单介绍了双向可控硅软起动的工作原理，并与传统三相电动机起动方式相比的优势，也列举了在实际使用中的一些注意事项及经验。

关键词： 双向可控硅 软起动器 原理 应用 优势

1 引言

- 三相异步电机的起动，传统的方法常采用“Y---- △”起动及“自耦降压” 起动，但其使用元件较多、能耗较大、体积笨重、故障率高、寿命短。随着科技发展，其使用范围愈来愈小，而双向可控硅软起动器因其能耗低、性能稳定、控制线路简单等优点愈来愈受到欢迎。因其使用的广泛性，笔者在学习使用中逐步了解其工作原理及性能，并积累了一些使用经验。

2 双向可控硅软起动器的工作原理与分析

交流电动机使用双向可控硅软起动器的优势在于：

2.1 在起动过程中，避免了运行电压、电流的急剧变化，有益于被控制电动

机及机械传动，更有利于电网的稳定。

2.2 起动过程中，用可控硅实施无触点控制，装置使用寿命长，故障率低且易于维护。

2.3 具有故障检测、过流保护功能，能对电机起到极好的保护作用。

交流电动机可控硅软起动（即：电动机在起动过程中，装置所输出的电压按一定规律上升，被控电动机电压由起始电压平滑地上升到额定电压，其转速随控制电压变化而发生相应的软性变化，即由零平滑地加速至额定转速的全过程称为交流电动机软起动）器的最重要元件就是双向可控硅，下面就以双向二极管触发双向可控硅为例说明其工作原理。

如图1所示：VT1为双向二极管，VT2为双向可控硅，R1与R2为电阻，C1为电容， Rf为输出负载，Ui为输入电压，U。是输出电压。

当双向可控硅VT2阻断时，电容C1经R1、R2和负载Rf充电，当电容电压充到一定值时，双向二极管VT1导通，从而使双向可控硅触发导通。当电源反相后，电容C1反向充电，待电容电压又达到一定值时触发VT1导通，从而使VT2再次导通，只要改变R1就可以改变正负半周VT2的触发时间，即改变了触发脉冲的相位，也就改变了VT2的导通角，使负载Ｒf得到不同的电压输出，即实现了交流调压。

双向可控硅的工作原理及原理图

关键字：双向 可控硅 工作原理

双向可控硅的工作原理

1.可控硅是P1N1P2N2四层三端结构元件，共有三个PN结，分析原理时，可以把它看作由一个PNP管和一个NPN管所组成

当阳极A加上正向电压时，BG1和BG2管均处于放大状态。此时，如果从控制极G输入一个正向触发信号，BG2便有基流ib2流过，经BG2放大，其集电极电流ic2=β2ib2。因为BG2的集电极直接与BG1的基极相连，所以ib1=ic2。此时，电流ic2再经BG1放大，于是BG1的集电极电流ic1=β1ib1=β1β2ib2。这个电流又流回到BG2的基极，表成正反馈，使ib2不断增大，如此正向馈循环的结果，两个管子的电流剧增，可控硅使饱和导通。

由于BG1和BG2所构成的正反馈作用，所以一旦可控硅导通后，即使控制极G的电流消失了，可控硅仍然能够维持导通状态，由于触发信号只起触发作用，没有关断功能，所以这种可控硅是不可关断的。

由于可控硅只有导通和关断两种工作状态，所以它具有开关特性，这种特性需要一定的条件才能转化

2,触发导通

在控制极G上加入正向电压时（见图5）因J3正偏，P2区的空穴时入N2区，N2区的电子进入P2区，形成触发电流IGT。在可控硅的内部正反馈作用（见图2）的基础上，加上IGT的作用，使可控硅提前导通，导致图3的伏安特性OA段左移，IGT越大，特性左移越快。

一、可控硅的概念和结构？

晶闸管又叫可控硅。自从20世纪50年代问世以来已经发展成了一个大的家族，它的主要成员有单向晶闸管、双向晶闸管、光控晶闸管、逆导晶闸管、可关断晶闸管、快速晶闸管，等等。今天大家使用的是单向晶闸管，也就是人们常说的普通晶闸管，它是由四层半导体材料组成的，有三个PN结，对外有三个电极〔图2(a)〕：第一层P型半导体引出的电极叫阳极A，第三层P型半导体引出的电极叫控制极G，第四层N型半导体引出的电极叫阴极K。从晶闸管的电路符号〔图2(b)〕可以看到，它和二极管一样是一种单方向导电的器件，关键是多了一个控制极G，这就使它具有与二极管完全不同的工作特性。