可控硅在电路设计中的常见误区

可控硅（SCR，Silicon-Controlled Rectifier）是一种常用的电力控制元件，具有开关特性。

在许多应用中，为了保护其它电路或设备不受到高压或高电流的影响，需要使用可控硅隔离驱动电路。

本文将介绍可控硅隔离驱动电路的设计原理和步骤。

一、可控硅隔离驱动电路的设计原理可控硅隔离驱动电路的设计目的是通过一个中间的隔离电路，将输入信号与可控硅之间进行隔离，以达到保护输入信号源和可控硅的目的。

其主要原理如下：1. 隔离器件：在可控硅隔离驱动电路中，常常使用光耦隔离器作为隔离器件。

光耦隔离器内部包含一个发光二极管和一个光敏三极管，通过发光二极管将输入信号转换成光信号，再由光敏三极管将光信号转换成输出信号。

2. 驱动电路：驱动电路是可控硅隔离驱动电路的核心部分，其功能是接收输入信号并产生适当的输出信号来驱动可控硅。

常见的驱动电路包括触发电路和放大电路，用于对输入信号进行处理和放大。

3. 隔离电源：为了保证隔离效果，可控硅隔离驱动电路需要使用独立的隔离电源。

隔离电源可以为光耦隔离器提供稳定的工作电压，同时与输入信号源和可控硅之间实现电气隔离。

二、可控硅隔离驱动电路的设计步骤设计可控硅隔离驱动电路需要经过以下几个步骤：1. 确定输入信号要求：首先需要明确输入信号的特性，包括电压、电流和频率等。

根据输入信号的要求，选择合适的光耦隔离器，并确定驱动电路的设计参数。

2. 选择光耦隔离器：根据输入信号的要求和可控硅的工作条件，选择适合的光耦隔离器。

常用的光耦隔离器有光电转换器、光电继电器和光电隔离放大器等，根据具体应用需求进行选择。

3. 设计驱动电路：根据输入信号的特性和可控硅的驱动要求，设计合适的驱动电路。

驱动电路通常包括触发电路和放大电路，触发电路用于检测输入信号并产生触发脉冲，放大电路则用于放大触发脉冲以驱动可控硅。

4. 确定隔离电源：根据光耦隔离器的工作电压要求，选择适当的隔离电源。

隔离电源可以采用线性稳压电源或开关电源，根据实际情况进行选择。

简单粗暴--5分钟搞定可控硅电路应用可控硅对于电子工程师来说是个重要的元器件，对于一个合格的硬件工程师来说，必须要掌握可控硅的电路设计。

可控硅在各个领域应用广泛，常用来做各种大功率负载的开关。

相比继电器，可控硅有很多优势，继电器在开关动作时会产生电火花，在某些工业环境由于安全原因这是不允许的，继电器在开关动作时触点会发生氧化，影响继电器寿命，而这些缺点可控硅都能避免。

可控硅(Silicon Controlled Rectifier) 简称SCR，可控硅分单向可控硅和双向可控硅两种。

双向可控硅也叫三端双向可控硅，简称TRIAC。

双向可控硅在结构上相当于两个单向可控硅反向连接，这种可控硅具有双向导通功能。

其通断状态由控制极G决定。

在控制极G上加正脉冲(或负脉冲)可使其正向(或反向)导通。

单向可控硅工作原理单向可控硅的电流是从阳极流向阴极，交流电过零点时截止，如图交流电的负半周时，单向可控硅是不导通的，在正半周时，只有控制栅极有触发信号时，可控硅才导通。

双向可控硅工作原理双向可控硅的电流能从T1极流向T2极,也能从T2极流向T1极，交流电过零点时截止，只有控制栅极有正向或负向的触发信号时，可控硅才导通。

接下来我们讲解下使用最多的双向可控硅的一些电路应用上图中，VCC和交流电其中一端是连接在一起的，这样就能保证单片机是输出低电平信号触发可控硅，这样可控硅触发工作在第3象限，上图中避免可控硅触发使用高电平信号，避免可控硅触发工作在第4象限。

若运行在第4象限由于双向可控硅的内部结构，门极离主载流区域较远，导致需要更高的Igt,由Ig 触发到负载电流开始流动，两者之间迟后时间较长,导致要求Ig 维持较长时间,另外一个缺点就是会导致低得多的 dIT/dt 承受能力，若控制负载具有高dI/dt 值（例如白炽灯的冷灯丝），门极可能发生强烈退化。

查阅可控硅BT134器件规格书，也明确说明触发工作在第4象限，Igt需求更大。

KP型普通可控硅常见问题分析KP型可控硅性能的稳定可靠，对于可控整流器的良好运行来说是极为重要的。

可控硅虽具有很多优点，但是，它的过载能力较差，若线路设计不当、选配可控硅技术参数不合理，或者可控硅工作时不符使用条件、操作失误，都有可能使可控硅特性下跌，被击穿损坏，造成停机故障。

这时须采取有效措施，迅速排除故障，使整流器恢复正常。

一、故障现象：可控硅在轻载时工作正常，但是，通大电流时造成失控。

原因分析：1.可控硅高温特性差，在大电流时失去正向阻断能力；2.整流变压器漏抗引起波形畸变。

采取措施：1.更换可控硅；2.解决整流变压器漏抗匹配问题。

二、故障现象：单相桥式可控硅整流电路中负载为电感性质，可控硅有时正常，有时失控。

原因分析：1.电路中没有续流二极管；2.选用可控硅维持电流太小。

采取措施：1.在负载两端并接一只续流二极管；2.选择维持电流较大的可控硅。

三、故障现象：水冷型可控硅整流器运行时突然击穿烧坏几只可控硅。

原因分析：1.断水使可控硅工作结温急剧上升，致使可控硅击穿短路；2.可控硅管壳绝缘陶瓷圈表面有水珠或积尘导电，使阳极与阴极、门极与阴极之间形成短路；3.可控硅绝缘底座积尘导电，使阳极或阴极对地短路；4.主回路过电流保护环节不起作用。

采取措施：1.检查水路，保证畅通无阻；2.清除灰尘，擦干水珠；3.检侧可控硅阳极或阴极对地之间耐压绝缘状况，清除灰尘，保证可控硅底座对地绝缘性能良好；4.合理调整过电流保护环节的整定值。

四、故障现象：可控硅整流器搁置多年不用时，当输出端接上500W左右灯泡，主回路合闸通电进行调试时，就发生烧坏快速熔断器或可控硅。

原因分析：可控硅存放两年以上，它的特性可能下跌。

一且通电，因失去阻断能力而被击穿，（其击穿部位往往集中在管芯硅片的一个点上)，然后造成三相交流电源相间短路，致使烧坏快速熔断器和可控硅。

采取措施：1.在合闸通电之前，应对可控硅主要特性参数进行检测和筛选工作；2.如发现可控硅不符使用要求，应及时更换。

干货分享一种三相可控硅交流调压电路设计
一、硅交流调压电路的基本概念
硅交流调压电路是一种用于调节交流电压的特殊结构的电路。

它由三相半桥结构电路、变压器、可控硅和控制电路组成，可利用控制电路改变可控硅的漏电阻而实现变压器输出电压的控制和调节。

由于硅交流调压电路采用了变压器调压，能够将网络电压提高或降低，从而将网络电压转换为所需的电压。

二、硅交流调压电路原理
硅交流调压电路采用三相半桥结构电路，变压器、可控硅和控制电路组成。

其中可控硅为一种具有静态可控特性的晶体管，能够对电路中的电压提供动态调节，从而使得调压电路具有极高的调节精度。

此外，由于可控硅的动态调节特性，可控硅的漏电阻可以改变，从而调节变压器的输出电压。

控制电路是调节可控硅漏电阻的关键，控制电路可以根据电路中的电压来控制可控硅的漏电阻。

当电路中的电压高于设定的电压时，控制电路会按照设定的调节算法来改变可控硅的漏电阻，从而降低变压器的输出电压。

当电路中的电压低于设定的电压时，控制电路则会增加可控硅的漏电阻，使得变压器的输出电压升高。

三、硅交流调压电路结构。

可控硅的使用及其方法可控硅作为一种电子开关，广泛地应用在自动化设备和各种控制电路中，可控硅既有单项也有双向的，在使用中会经常遇到一些问题。

文章根据实际工作情况，介绍一些经验以供参考。

标签：自动化设备；控制回路；研究分析1 选购可控硅可控硅的电参数很多，在选购时要考虑的是：额定平均电流IT、正反向峰值电压VDRM（VRRM）、控制极触发电压与触发电流IGT这几个参数。

由于手册或产品合格证上给定的可控硅的上述参数值都是在规定的条件下测定的，而实际使用环境往往与规定条件不同，并且极有可能发生突发事故超过管子承受能力的现象。

所以为了管子在安全的电压下工作，特别是交流220V的情况下，应该按额定为实际电压的2～3倍值来选管子。

例如：外加电压为220V，则至少应选择400V以上的管子最好为600V，为了保证管子避免电流过大而烧毁，并考虑到管子的发热情况与电流的有效值，应选择平均电流的有效值的1.2～2倍，需要指出的是。

IT对单项可控硅而言是IT（A V）指允许流过SCR的最大有效值电流。

例如：8A SCR（单向）的有效值IT（RMS）=12.6A，因此用8A的BCR代替8A的SCR是不允许的，为了使管子的触发电压与触发电流要比实际应用中的数值要小。

例如：实际使用的触发电压为3V，则可选触发电压为2V的管子。

同样，管子的触发电流亦应选择小些以保证可靠触发，一般常用的集成电路输出电流均很小（除555电路例外，TTL比CMOS要大），所以可在其输出端加一级晶体管放大电路，以提供足够大的驱动电路来保证管子可靠地触发导通。

2 可控硅的具体接法2.1 直流电路首先，单向可控硅SCR有三个电极，即阳极A，阴极K，控制极G，SCR 在直流控制电路中使用时，要注意施加工作电压与控制触发电压的极性。

A，K 之间是加正向电压但控正向的接法是图1，只有A，K之间接正向电压，控制极G亦接正向电压，SCR才能导通。

SCR一旦触发导通后，即使降低控制极电压，甚至撤除控制极电源，SCR亦不阻断而是继续导通。

在电路中可控硅不工作的原因全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：可控硅是一种重要的半导体器件，常用于电力控制和电能转换领域。

但是在实际使用中，我们有时会遇到可控硅不工作的情况，这给电路和设备的正常运行带来了隐患。

了解可控硅不工作的原因并采取相应的措施是非常重要的。

本文将对在电路中可控硅不工作的原因进行详细探讨。

一、电路中可控硅不工作的原因1. 可控硅损坏可控硅作为一种半导体器件，其本身可能会受到过压、过流等外部因素的影响而损坏。

这种情况下，可控硅会失去正常的工作功能，甚至短路或断路，无法正常导通。

2. 控制信号不足可控硅的工作需要通过控制信号来触发，如果控制信号不够强或者频率不足，可控硅可能无法正常触发。

这种情况下，即使电路中的其他部分正常工作，可控硅也无法正常导通或截止。

3. 温度过高可控硅在工作时会产生一定的热量，如果周围环境温度过高或者散热不佳，可能会导致可控硅温度过高而无法正常工作。

这种情况下，可控硅可能会进入过热保护状态或直接损坏。

4. 激励电路异常在实际电路中，连接可控硅的激励电路可能发生异常，比如电路连接错误、元器件损坏等情况，这些都可能导致可控硅无法正常工作。

5. 其他外部干扰电路中可能会存在其他外部干扰的因素，比如电磁干扰、电压波动等，这些因素可能会导致可控硅无法正常工作。

二、针对以上原因的解决措施1. 对可控硅进行严格的过压、过流保护，避免因外部因素导致可控硅损坏。

2. 加强对控制信号的管理和调节，确保可控硅能够获得充足、稳定的控制信号。

3. 优化散热结构，提高可控硅的工作环境温度，避免因过高温度影响可控硅的正常工作。

4. 定期检查激励电路和相关连接，确保可控硅的激励电路正常，不存在连接错误或元器件损坏等情况。

5. 增加电路的抗干扰能力，通过隔离、滤波等方法来消除外部干扰对可控硅的影响。

总结：在电路中可控硅不工作的原因是多方面的，可能来自于器件本身的损坏，也可能来自于外部的因素干扰。

可控硅的工作原理及应用电路一、可控硅的基本工作原理可控硅，又称为可控整流二极管（SCR），是一种半导体器件，具有单向导通性的特点。

可控硅最基本的结构是由P型硅及N型硅构成的PN结，还通过额外的控制极（称为G极）控制导通与截止。

其基本工作原理如下：1.正向导通状态：当正向电压施加在可控硅的阳极和阴极之间时，若G极未施加正向信号，则可控硅处于截止状态；若G极施加正向信号，则电流开始流过可控硅，进入导通状态。

2.正向截止状态：当正向电压施加在可控硅的阳极和阴极之间时，若G极未施加正向信号，则可控硅处于截止状态，不导电；即使G极施加正向信号，只有当电压达到一定的阈值（称为触发电压）时，可控硅才能进入导通状态。

3.反向阻断状态：当反向电压施加在可控硅的阳极和阴极之间时，可控硅处于完全截止状态，不导电。

二、可控硅的应用电路可控硅由于其可控性和高功率特点，广泛应用于各种控制电路和电力电子器件中。

以下是一些常见的可控硅应用电路：1. 灯光控制电路可控硅可以用来控制灯光的亮度，常见的应用是使用可控硅作为调光器。

这种电路通过控制可控硅的导通角度来改变交流电路中的功率，从而达到调节灯光亮度的目的。

2. 电动机控制电路可控硅可以用来控制电动机的启动和停止，常见的应用是使用可控硅作为电动机的触发器。

通过控制可控硅的导通时间，可以控制电动机的转速和转向。

3. 直流电源电路可控硅可以用来控制直流电源的电压和电流输出，常见的应用是使用可控硅作为直流电源的调节器。

通过控制可控硅的导通角度和触发时间，可以实现直流电源的稳压和稳流功能。

4. 温度控制电路可控硅可以用来控制温度传感器和加热器之间的电流流动，常见的应用是使用可控硅作为温度控制电路的关断开关。

通过控制可控硅的导通角度和触发时间，可以实现温度的精确控制。

5. 电化学电源电路可控硅可以用来控制电化学电源中的电流输出，常见的应用是使用可控硅作为电化学电源的控制器。

通过控制可控硅的导通角度和触发时间，可以实现电化学过程的精确控制。

单向可控硅应用电路
单向可控硅（thyristor）是一种触发电极触发，使之导通的且
在导通后维持导通状态的半导体开关。

它可以用于控制交流电流或直流电流。

单向可控硅应用电路可以有多种形式，以下是其中一些常见的应用电路：
1. 单相交流电路控制：将单向可控硅连接在交流电源和负载之间，可以实现对交流电流的控制。

通过触发电极施加适当的触发脉冲，使可控硅导通，将电流传递给负载。

通过控制触发角来控制导通的时间。

2. 直流电源控制：将单向可控硅连接在直流电源和负载之间，可以实现对直流电流的控制。

通过触发电极施加适当的触发脉冲，使可控硅导通，将电流传递给负载。

通过控制触发角来控制导通的时间。

3. 灯光控制：在灯光控制中，单向可控硅可以用于控制灯的亮度。

通过控制可控硅的导通角和导通时间，可以调整灯光的亮度。

4. 电动机控制：单向可控硅可以用于控制电动机的启停和运行。

通过控制可控硅的导通时间和触发角，可以实现对电动机的速度和转向的控制。

以上只是在单向可控硅应用电路中的几个例子，实际应用中还
有更多其他的应用。

这些电路需要根据具体的需求和系统要求进行设计和优化。

可控硅触发控制电压过低的原因
1. 触发电压设置不当：可控硅具有一定的触发电压范围，在过低的电压下可能无法正常触发。

如果触发电压设置过低，或者触发电路中的组件（例如电阻、电容）故障导致电压过低，都可能使可控硅无法正常触发。

2. 供电电压低：可控硅需要供应一定的电压才能正常工作，如果供电电压过低，会导致可控硅无法正常触发。

这可能是因为电源故障、线路损耗过大、电源电压不稳定等原因造成的。

3. 信号源不足：可控硅的触发控制一般通过接收外部信号来实现，如果外部信号源信号过低，也可能导致可控硅触发控制电压过低。

这可能是因为信号源输出电压不稳定、信号源电路设计问题等原因造成的。

4. 其他因素：除了上述原因外，还可能出现其他因素导致可控硅触发控制电压过低，例如连接线路接触不良、接线错误、元器件老化、故障等。

需要根据具体情况进行排查和解决。

可控硅的三大常见应用误区中心议题：可控硅触发电路的设计误区电感负载的不当应用不可用的无级直流输出调压电路在电子制作中，运用单向或双向可控硅作为开关、调压的执行器件是很方便的，而且还可以控制直流、交流电路的负载功率。

但是，目前有些电子制作文章中，对可控硅的运用常有谬误之处。

常见的电路设计不当之处大约有以下几点。

一、触发电路的问题若欲使可控硅触发导通，除有足够的触发脉冲幅度和正确的极性以外，触发电路和可控硅阴极之间必须有共同的参考点。

有些电路从表面看，触发脉冲被加到可控硅的触发极G，但可控硅的阴极和触发信号却无共同参考点，触发信号并未加到可控硅的G—K之间，可控硅不可能被触发。

图1a例为555组成的自动水位控制电路，用于水塔自动保持水位。

该文制作者考虑到水井和水塔中的水不能带市电，故555控制系统用变压器隔离降压供电。

555第3脚输出脉冲接入双向可控硅的G点。

由于双向可控硅T1对控制电路是悬空的，555第3脚输出脉冲根本不能形成触发电流，可控硅不可能导通。

再者，该电路虽采用隔离市电的低压供电，但控制电路仍然通过G、T1极与市电相连，当220V 输入端B为火线时，井水和水塔供水将代有市电电压，这是绝不允许的!正确的方式见图1b。

可控硅与抽水电机组成抽水控制开关，SCR的触发由T2与G间接入电阻控制。

当水位降低时，控制触点开路，555第3脚输出高电平(此电路部分省略)，使Q导通，继电器J吸合，S CR触发导通，电机开始运转。

当水位达到时，触点经水接通，555第3脚输出低电平，Q截止，SCR在交流电过零时截止，抽水停止。

上述电路因设计考虑不周，出现了不该有的低级错误。

但类似水塔供水控制系统与市电不隔离的设计，却常出现在电子书刊中。

触发电路设计不当的第二个例子常见于电子制作稿中，其电路见图2，图中对电路进行简化。

其实，无论控制系统完成何种控制，无论是单向还是双向可控硅，图2的触发电路是不能正常工作的。

其问题在于，控制系统发出触发信号UG，其参考点是共地，而可控硅T1或T2的参考点是负载热端。