可控硅应用原则
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关于SPD应用中问题的探讨
关于SPD应用中问题的探讨李江;刘波;张建军【摘要】针对SPD在应用中存在的几个问题进行探讨.重点论述了SPD的响应时间、多级SPD的动作顺序、不同波形冲击电流的等效变换、残压与冲击电流峰值的关系和SPD应用中各个电压量之间的相互关系等问题,可供相关系统设计、运行、维护人员参考.【期刊名称】《管道技术与设备》【年(卷),期】2007(000)003【总页数】3页(P21-22,28)【关键词】输油气管道;电涌保护器(SPD);应用;问题【作者】李江;刘波;张建军【作者单位】中油管道公司运销处,河北,廊坊,065000;中油管道公司大连输油分公司,辽宁,大连,116300;中油管道公司运销处,河北,廊坊,065000【正文语种】中文【中图分类】TG4051 SPD的响应时间SPD是对冲击过电压起抑制作用的非线性元件，按工作机理可区分为“限压型”(如氧化锌压敏电阻、稳压二极管)和“开关型”(如气体放电管，可控硅)。
氧化锌压敏电阻是一种化合物半导体器件，其中电流对于加在它上面的电压的响应是很快的。
图1的示波图[1]是美国GE公司用不带引线的压敏电阻进行抑制冲击电压的实验所得到的，图中的曲线1是不加压敏电阻时的冲击电压，曲线2是被压敏电阻抑制后的波形。
从图1可以清楚地看出，氧化锌压敏电阻抑制冲击电压作用的延时小于1 ns.而以前的技术资料中所说的用压敏电阻构成的SPD的响应时间T≤25 ns是技术标准IEEE-C62·33-1982中定义的响应时间，它是一个用来表征“过冲”特性的物理量，这与通常意义上的响应时间是完全不同的概念。
图1 压敏电阻对冲击的响应近几年发表的国际电工委员会关于SPD的主要技术标准IEC61643-1和IEC61643-21，都没有引入响应时间这一参数。
IEEE技术标准[2]C62·62—2000更明确指出：“波前响应这个技术要求对SPD的典型应用而言没有必要，还可能引起误导”。
晶闸管知识
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(2) 反向重复峰值电压 URRM
信息来源:
门极开路，元件额定结温时，从晶闸管阳极伏安特性反向阻断高阻区(图 1-10 中曲线④) 反向漏电流急剧增长的拐弯处所决定的的电压称为反向不重复峰值电压 URSM，这个电压是 不能长期重复施加的。取反向不重复峰值电压的 90%定义为反向重复峰值电压 URRM，这个电 压允许重复施加。
(2) 线路采用过流检测装置，由过流信号控制触发器抑制过流，或接入过流继电器。 (3) 安装快速熔断器。快速熔断器的动作时间要求在 10ms 以内，熔断体的额定电流 IKR 可
按以下原则选取： 1.57IT(AV)≥IKR≥IT IT(AV)为元件额定电流，IT 为元件实际工作电流有效值 四. 晶闸管门极触发 参数表中所给晶闸管 IGT、VGT 为能触发元件至通态的最小值，实际使用中，晶闸管门 极触发 IGT、VGT 应远大于此值。 应用中门极触发电流波形对晶闸管开通时间、开通损耗以及 di/dt 承受能力，都有较大 影响。为保证元件工作在最佳状态，并增强抗干扰性能，对仪元公司所有晶闸管，建议 门极触发脉冲电流幅值：IGM=2～5A(<10A)，上升率：diG/dt≥2A/μs，上升时间： tr≤1μs。即采用极陡前沿的强触发脉冲(见图四)。
流过其有效值 I 的 2-3 倍来考虑，即
IT(AV)=(2-3)I/1.57 假设逆变器直流输入电流为 Id，则所选器件 I 为 T(AV) IT(AV)=(2-3)×Id/(1.57 )
(3) 关断时间 tq
并联逆变线路中，KK 元件的关断时间选择要根据触发引前时间 tf 和换流时间 tr 来决定。 一般取：
(4) 通态平均电压 UT(AV)
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(2) 反向重复峰值电压 URRM
信息来源:
门极开路，元件额定结温时，从晶闸管阳极伏安特性反向阻断高阻区(图 1-10 中曲线④) 反向漏电流急剧增长的拐弯处所决定的的电压称为反向不重复峰值电压 URSM，这个电压是 不能长期重复施加的。取反向不重复峰值电压的 90%定义为反向重复峰值电压 URRM，这个电 压允许重复施加。
(2) 线路采用过流检测装置，由过流信号控制触发器抑制过流，或接入过流继电器。 (3) 安装快速熔断器。快速熔断器的动作时间要求在 10ms 以内，熔断体的额定电流 IKR 可
按以下原则选取： 1.57IT(AV)≥IKR≥IT IT(AV)为元件额定电流，IT 为元件实际工作电流有效值 四. 晶闸管门极触发 参数表中所给晶闸管 IGT、VGT 为能触发元件至通态的最小值，实际使用中，晶闸管门 极触发 IGT、VGT 应远大于此值。 应用中门极触发电流波形对晶闸管开通时间、开通损耗以及 di/dt 承受能力，都有较大 影响。为保证元件工作在最佳状态，并增强抗干扰性能，对仪元公司所有晶闸管，建议 门极触发脉冲电流幅值：IGM=2～5A(<10A)，上升率：diG/dt≥2A/μs，上升时间： tr≤1μs。即采用极陡前沿的强触发脉冲(见图四)。
流过其有效值 I 的 2-3 倍来考虑，即
IT(AV)=(2-3)I/1.57 假设逆变器直流输入电流为 Id，则所选器件 I 为 T(AV) IT(AV)=(2-3)×Id/(1.57 )
(3) 关断时间 tq
并联逆变线路中，KK 元件的关断时间选择要根据触发引前时间 tf 和换流时间 tr 来决定。 一般取：
(4) 通态平均电压 UT(AV)
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常用光耦简介及常见型号
常用光耦简介及常见型号普通的线性光耦有PC111 、TLP521、PC817、TLP632 、TLP532 、PC614 、PC714 、2031等，但要看用在哪里，因为其线性并不能满足各类要求，其优点是价格便宜，货源好.更好的属精密线性光耦如LOC211、HCNR200、HCNR201。
2011-03-24 23:25光电耦合器（简称光耦）是开关电源电路中常用的器件。
光电耦合器分为两种：一种为非线性光耦，另一种为线性光耦。
常用的4N系列光耦属于非线性光耦常用的线性光耦是PC817A—C系列。
非线性光耦的电流传输特性曲线是非线性的，这类光耦适合于弄开关信号的传输，不适合于传输模拟量。
线性光耦的电流传输手特性曲线接进直线，并且小信号时性能较好，能以线性特性进行隔离控制。
开关电源中常用的光耦是线性光耦。
如果使用非线性光耦，有可能使振荡波形变坏，严重时出现寄生振荡，使数千赫的振荡频率被数十到数百赫的低频振荡依次为号调制。
由此产生的后果是对彩电，彩显，VCD，DCD等等，将在图像画面上产生干扰。
同时电源带负载能力下降。
在彩电，显示器等开关电源维修中如果光耦损坏，一定要用线性光耦代换。
常用的4脚线性光耦有PC817A----C。
PC111 TLP521等常用的六脚线性光耦有：TLP632 TLP532 PC614 PC714 PS2031等。
常用的4N25 4N26 4N35 4N36是不适合用于开关电源中的，因为这4种光耦均属于非线性光耦。
经查大量资料后，以下是目前市场上常见的高速光藕型号：100K bit/S:6N138、6N139、PS87031M bit/S:6N135、6N136、CNW135、CNW136、PS8601、PS8602、PS8701、PS9613、PS9713、CNW4502、HCPL-2503、HCPL-4502、HCPL-2530（双路）、HCPL-2531（双路）10M bit/S:6N137、PS9614、PS9714、PS9611、PS9715、HCPL-2601、HCPL-2611、HCPL-2630（双路）、HCPL－2631（双路）光耦合器的增益被称为晶体管输出器件的电流传输比(CTR)，其定义是光电晶体管集电极电流与LED正向电流的比率(ICE/IF)。
(整理)晶闸管(SCR)原理
晶闸管(SCR)原理作者：时间：2007-12-17 来源:电子元器件网浏览评论推荐给好友我有问题个性化定制关键词：晶闸管半导体材料晶闸管(thyristor)是硅晶体闸流管的简称，俗称可控硅（SCR），其正式名称应是反向阻断三端晶闸管。
除此之外，在普通晶闸管的基础上还派生出许多新型器件，它们是工作频率较高的快速晶闸管(fast switching thyristor，FST)、反向导通的逆导晶闸管(reverse conducting thyristor，RCT)、两个方向都具有开关特性的双向晶闸管(TRIAC)、门极可以自行关断的门极可关断晶闸管（gate turn off thyristor，GTO）、门极辅助关断晶闸管(gate assisted turn off thytistor，GATO)及用光信号触发导通的光控晶闸管(light controlled thyristor，LTT)等。
一、结构与工作原理晶闸管是三端四层半导体开关器件，共有3个PN结，J1、J2、J3，如图1(a)所示。
其电路符号为图1(b)，A(anode)为阳极，K(cathode)为阴极，G(gate)为门极或控制极。
若把晶闸管看成由两个三极管T1(P1N1P2)和T2(N1P2N2)构成，如图1(c)所示，则其等值电路可表示成图1(d)中虚线框内的两个三极管T1和T2。
对三极管T1来说，P1N1为发射结J1，N1P2为集电结J2；对于三极管T2，P2N2为发射结J3，N1P2仍为集电结J2；因此J2（N1P2）为公共的集电结。
当A、K两端加正电压时，J1、J3结为正偏置，中间结J2为反偏置。
当A、K两端加反电压时，J1、J3结为反偏置，中间结J2为正偏置。
晶闸管未导通时，加正压时的外加电压由反偏值的J2结承担，而加反压时的外加电压则由J1、J3结承担。
如果晶闸管接入图1(d)所示外电路，外电源U S正端经负载电阻R引至晶闸管阳极A，电源U S的负端接晶闸管阴极K，一个正值触发控制电压U G经电阻R G后接至晶闸管的门极G，如果T1（P1N1P2）的共基极电流放大系数为α1，T2（N1P2N2）的共基极电流放大系数为α2，那么对T1而言，T1的发射极电流I A的一部分α1I A将穿过集电结J2，此外，J2受反偏电压作用，要流过共基极漏电流i CBO1，因此图1(d)中的I C1可表示为I C1=α1I A+i CBO1。
可控硅设备与igbt设备对比
目录目录 (1)第一部分：关于IGBT器件和可控硅器件的对比 (2)1. IGBT和可控硅内部原理对比 (2)第二部分：多种电路结构中频电源能耗对比 (3)1. 可控硅并联谐振电源 (3)2. IGBT串联谐振电源 (3)第三部分：IGBT串联感应加热电源对比可控硅并联感应加热电源可靠性优势 (6)第一部分：关于IGBT器件和可控硅器件的对比1. IGBT和可控硅内部原理对比IGBT 内部结构示意图可控硅内部结构示意图IGBT是栅极为MOS构造，同时兼具MOS管高速、输入阻抗高、易驱动与GTR的通态压降小、载流密度大、耐压高、热稳定性好、双极晶体管通态压降低的优点于一身。
，简化结构如上图。
工作时由于IGBT的电导调制特性，R N减小很多使得IGBT的通态电阻很低，大约为VMOS的十分之一，使得IGBT的功耗很低。
从简化等效电路上看，IGBT相当于是用双极性晶体管与MOSFET组成的达林顿结构，相当于一个MOSFET驱动的晶体管。
因此，IGBT的通态压降很低，特别是在大电流的情况下更为明显。
而由于IGBT 的栅极为MOS构造，因此IGBT的开关损耗与可控硅相比非常低。
可控硅为换流关断型，它的门极只能使管子开通，不能使其关断。
管子开通后，门极就失去了控制能力，只能依靠外部换流使流过管子的电流下降为0，或者使管子两端的电压反向而关断。
因此可控硅的开关损耗非常高，在较高的频率下使用效率很低。
第二部分：多种电路结构中频电源能耗对比1. 可控硅并联谐振电源目前国内使用的中频感应加热设备主要有三种电路形式，其中使用量最大的是上世纪80年代初发展起来的由可控硅变频的中频感应设备，主体电路如下图：(图一)D1D5D3D6D4D2T1T2L2CT4T3 L1整流部分由6只可控硅完成将三相交流电变成直流，同时担任设备的功率调节。
整流后的直流滤波由大的直流电抗器完成，此部分带来1%~3%的损耗，变频电路由4只可控硅完成，变频电路的损耗大约为5%。
对焊分为电阻对焊和闪光对焊两种
对焊分为电阻对焊和闪光对焊两种。
1、电阻对焊电阻对焊是将两工件端面始终压紧,利用电阻热加热至塑性状态,然后迅速施加顶锻压力(或不加顶锻压力只保持焊接时压力)完成焊接的方法。
电阻对焊时的接触电阻取决于接触面的表面状态、温度及压力。
当接触电阻有明显的氧化物或其他赃物时,接触电阻就大。
温度或压力的增高,都会因实际接触面积的增大而使接触电阻减小。
焊接刚开始时,接触点上的电流密度很大;端面温度迅速升高后,接触电阻急剧减小。
加热到一定温度(钢600度,铝合金350度)时,接触电阻完全消失。
对焊时的热源也是由焊接区电阻产生的电阻热。
电阻对焊时,接触电阻存在的时间极短,产生的热量小于总热量的10-15%。
2、闪光对焊闪光对焊可分为连续闪光对焊和预热闪光对焊。
连续闪光对焊由两个主要阶段组成:闪光阶段和顶锻阶段。
预热闪光对焊只是在闪光阶段前增加了预热阶段。
一、闪光对焊的两个阶段1、闪光阶段闪光的主要作用是加热工件。
在此阶段中,先接通电源,并使两工件端面轻微接触,形成许多接触点。
电流通过时,接触点熔化,成为连接两端面的液体金属过梁。
由于液体过梁中的电流密度极高,达(3000-6000)A/mm2。
这些液体过梁在电、热、力共同作用下爆破,高速向外喷射,即所谓“闪光”。
随着工件往前送进,新的触点又形成----爆破。
随着动夹钳的缓慢推进,过梁也不断产生与爆破。
在蒸气压力和电磁力的作用下,液态金属微粒不断从接口间喷射出来。
形成火花急流--闪光。
持续一段时间闪光后,对口端面被一层很薄(约0.1-0.3mm)液体金属覆盖,端口温度达到金属的熔点,而且趋于稳定均匀,轴向也有一定加热深度,。
在实际生产中,考虑到工件端面加热不均匀及尺寸误差,往往闪光留量要比理想状大50-100%。
在闪光过程中,工件逐渐缩短,端头温度也逐渐升高。
随着端头温度的升高,过梁爆破的速度将加快,动夹钳的推进速度也必须逐渐加大?。
在闪光过程结束前,必须使工件整个端面形成一层液体金属层,并在一定深度上使金属达到塑性变形温度。
可控硅应用的十条原则
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可控硅应用的十条原则
一、为了导通闸流管(或双向可控硅)，必须有门极电流≥IGT ，直至负载电流达到≥IL，这条件必须满 足，并且按可能遇到的最低温度来考虑。 二、要断开(切换)可控硅负载电流，必须使其能回复至截止状态。 三、设计双向可控硅触发电路时，只要有可能，就要避开3+象限( T2- , + )。 四、为减少杂波吸收，门极连线长度降至最低。返回线直接连至T1(或阴极)。若用硬线，用螺旋双线 或屏蔽线。门极和T1间加电阻1kΩ或更小。高频旁路电容和门极间串接电阻。另一解决办法，选 用H 系列低灵敏度双向可控硅。 五、若dVD/dt 或dVCOM/dt 可能引起问题，在T1和T2间加入RC 缓冲电路。若高dIcom/dt 可能引起问题， 加入一个几mH 的电感和负载串联。另一种解决办法，采用Hi-Com 的双向可控硅。 六、假如双向可控硅的VDRM 在严重的/异常的电源瞬间过程中有可能被超出, 请采用下列措施之一: 负载上串联电感量为几µH 的不饱和电感，以限制dIT/dt； 用MOV 跨接于电源，并在电源侧增加滤波电路。 七、选用好的门极触发电路，避开3+象限工况，可以最大限度提高双向可控硅的dIT/dt 承受能力。 八、若双向可控硅的dIT/dt 有可能被超出，负载上最好串联一个几µH的无铁芯电感或负温度系数的热 敏电阻。另一种解决办法是：对电阻性负载采用零电压导通。 九、将可控硅器件固定到散热器时，避免让可控硅受到压力。先固定，然后焊接引线。不要把铆钉芯 轴放在器件接口片一侧。 十、为了长期可靠的工作, 应保证Rth(j-a)足够低, 维持Tj不高于Tj(max.)其值相应于可能的最高环境温度。
网络实名: 中国可控硅
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可控硅的四大参数
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可控硅应用的十条原则
一、为了导通闸流管(或双向可控硅)，必须有门极电流≥IGT ，直至负载电流达到≥IL，这条件必须满 足，并且按可能遇到的最低温度来考虑。 二、要断开(切换)可控硅负载电流，必须使其能回复至截止状态。 三、设计双向可控硅触发电路时，只要有可能，就要避开3+象限( T2- , + )。 四、为减少杂波吸收，门极连线长度降至最低。返回线直接连至T1(或阴极)。若用硬线，用螺旋双线 或屏蔽线。门极和T1间加电阻1kΩ或更小。高频旁路电容和门极间串接电阻。另一解决办法，选 用H 系列低灵敏度双向可控硅。 五、若dVD/dt 或dVCOM/dt 可能引起问题，在T1和T2间加入RC 缓冲电路。若高dIcom/dt 可能引起问题， 加入一个几mH 的电感和负载串联。另一种解决办法，采用Hi-Com 的双向可控硅。 六、假如双向可控硅的VDRM 在严重的/异常的电源瞬间过程中有可能被超出, 请采用下列措施之一: 负载上串联电感量为几µH 的不饱和电感，以限制dIT/dt； 用MOV 跨接于电源，并在电源侧增加滤波电路。 七、选用好的门极触发电路，避开3+象限工况，可以最大限度提高双向可控硅的dIT/dt 承受能力。 八、若双向可控硅的dIT/dt 有可能被超出，负载上最好串联一个几µH的无铁芯电感或负温度系数的热 敏电阻。另一种解决办法是：对电阻性负载采用零电压导通。 九、将可控硅器件固定到散热器时，避免让可控硅受到压力。先固定，然后焊接引线。不要把铆钉芯 轴放在器件接口片一侧。 十、为了长期可靠的工作, 应保证Rth(j-a)足够低, 维持Tj不高于Tj(max.)其值相应于可能的最高环境温度。
网络实名: 中国可控硅
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可控硅的四大参数
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常用电平标准（TTL、CMOS、LVTTL、LVCMOS、ECL、PECL、LVPECL、。。。
常⽤电平标准（TTL、CMOS、LVTTL、LVCMOS、ECL、PECL、LVPECL、。
现在常⽤的电平标准有TTL、CMOS、LVTTL、LVCMOS、ECL、PECL、LVPECL、RS232、RS485等，还有⼀些速度⽐较⾼的LVDS、GTL、PGTL、CML、HSTL、SSTL等。
下⾯简单介绍⼀下各⾃的供电电源、电平标准以及使⽤注意事项。
TTL：Transistor-Transistor Logic 三极管结构。
Vcc：5V；VOH>=2.4V；VOL<=0.5V；VIH>=2V；VIL<=0.8V。
因为2.4V与5V之间还有很⼤空闲，对改善噪声容限并没什么好处，⼜会⽩⽩增⼤系统功耗，还会影响速度。
所以后来就把⼀部分“砍”掉了。
也就是后⾯的LVTTL。
LVTTL⼜分3.3V、2.5V以及更低电压的LVTTL(Low Voltage TTL)。
3.3V LVTTL： Vcc：3.3V；VOH>=2.4V；VOL<=0.4V；VIH>=2V；VIL<=0.8V。
2.5V LVTTL： Vcc：2.5V；VOH>=2.0V；VOL<=0.2V；VIH>=1.7V；VIL<=0.7V。
更低的LVTTL不常⽤就先不讲了。
多⽤在处理器等⾼速芯⽚，使⽤时查看芯⽚⼿册就OK了。
TTL使⽤注意： TTL电平⼀般过冲都会⽐较严重，可能在始端串22欧或33欧电阻； TTL电平输⼊脚悬空时是内部认为是⾼电平。
要下拉的话应⽤1k以下电阻下拉。
TTL输出不能驱动CMOS输⼊。
CMOS：Complementary Metal Oxide Semiconductor PMOS+NMOS。
Vcc：5V；VOH>=4.45V；VOL<=0.5V；VIH>=3.5V；VIL<=1.5V。
相对TTL有了更⼤的噪声容限，输⼊阻抗远⼤于TTL输⼊阻抗。
电气技术问答1000题
电气技术问答1000题全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：电气技术问答1000题电气技术是一门涉及电力、电路、电机等领域的学科，应用广泛，涵盖面广。
下面从电气技术的基础知识到高级技术问题，列举了一些常见的问题，供大家参考。
1. 电流的单位是什么？2. 电压的单位是什么？3. 电阻的单位是什么？4. 什么是电路？5. 串联电路和并联电路有什么区别？6. 什么是欧姆定律？7. 什么是电功率？8. 什么是短路电流？9. 什么是开路电压？10. 什么是直流电流？12. 什么是三相电流？13. 什么是直流电压？14. 什么是变压器？15. 什么是发电机？16. 什么是电机？17. 什么是继电器？18. 什么是隔离变压器？19. 什么是电力电子器件？20. 什么是半导体？21. 什么是可控硅？22. 什么是整流器？23. 什么是变频器？24. 什么是逆变器？25. 什么是故障电流保护器？26. 什么是过载保护器？27. 什么是接地保护器？29. 什么是配电变压器？30. 什么是调压器？31. 什么是绝缘电阻？32. 什么是接地电阻？33. 什么是绝缘电阻测试？34. 什么是接地电阻测试？35. 什么是电缆？36. 什么是光纤？37. 什么是电缆敷设？38. 什么是电缆排列？39. 什么是电缆连接？40. 什么是电缆测试？41. 什么是电缆故障诊断？42. 什么是电缆故障排除？43. 什么是电缆接地处理？44. 什么是电缆绝缘补救？46. 什么是电缆电力试验？47. 什么是交叉电缆？48. 什么是纵向电缆？49. 什么是横向电缆？50. 什么是固态继电器？51. 什么是电子继电器？52. 什么是保护继电器？53. 什么是断路器？54. 什么是电压传感器？55. 什么是电流传感器？56. 什么是推拉型继电器？57. 什么是直接起动继电器？58. 什么是星角转换器？59. 什么是软启动器？60. 什么是电力监控装置？61. 什么是软件控制装置？63. 什么是PLC？64. 什么是集成电路？65. 什么是嵌入式系统？66. 什么是稳压器？67. 什么是换流站？68. 什么是电网监控系统？69. 什么是电网自动化系统？70. 什么是电气防护系统？71. 什么是电力系统分析软件？72. 什么是电能质量监测仪？73. 什么是电力装置？74. 什么是电能表？75. 什么是电能计量系统？76. 什么是电价测量器？77. 什么是智能电表？78. 什么是计量变压器？80. 什么是电子式电能表？81. 什么是静电放电仪？82. 什么是噪声测试仪？83. 什么是脉冲发生器？84. 什么是电流表？85. 什么是电压表？86. 什么是电阻表？87. 什么是功率表？88. 什么是频率表？89. 什么是功率因数表？90. 什么是电子负荷？91. 什么是电源？92. 什么是逆变电源？93. 什么是直流电源？94. 什么是直流变压器？95. 什么是直流稳压器？97. 什么是隔离放大器？98. 什么是放大器？99. 什么是放大倍数？100. 什么是控制器？以上所列出的问题只是电气技术问答题的冰山一角，电气技术知识十分广泛，需要我们不断深入学习，才能熟练地运用于工程实践中。
TVS 选用原则
TVS 选用原则TVS 作为电子系统的保护器件，正确的选用是很重要的。
首先应了解电子的工作条件及可能发生的意外的电源的性质，然后按照以下的原则选用适合的 TVS 器件：1 、反向变位电压（ VR ）应等于或略高于电路的正常工作电压。
这样可以确保不因 TVS 的接入而影响电路的正常工作。
注意，在交流电路中，交流工作电压需乘 1.4 倍取其峰值来确定应选用的变位电压。
2 、反向击穿电压（ VB ）不小于电路的最大允许工作电压。
如果在最大允许工作电压下， TVS 进入击穿状态。
将使电路中的漏电流增大，而影响电路的正常工作。
3 、最大箝位电压（ VC ）必须小于电路的最大允许安全电压。
即在箝位电压下，不会损坏电路中的任何元器件。
4 、最大峰值脉冲功率（ PM ）必须大于电路内部或外部可能出现的峰值脉冲功率： > 电路设计者最好对可能出现的意外的电脉冲的性质有所了解。
比如，脉冲的来源，脉冲的波形，脉冲的幅度和时间等。
概述对于任何电子系统，电压或电流的瞬间浪涌都可能使其失效和损坏。
每年全世界由此造成的损失均达数十亿至数佰亿美元。
电子系统的保护器件在元器件生产和应用中都具有十分重要的地位。
意外的电浪涌可能来自电子系统的内部和外部，常见的如电源的开关操作，电感负载的通断，交流线路的拨动，雷击感应电涌，静电放电等等。
TVS （ TRANSIENT VOLTAGE SUPPRESSOR ）即是为抑制各种形式的电浪涌而专门设计的高效能的电保护器件。
当它承载瞬态高能量脉冲时，极速由原来的高阻抗变为低阻抗，“吸收”掉意外电浪涌，并把电压箝制到安全水平从而有效地保护电子系统中的元器件不受损坏。
TVS所能承受的瞬时脉冲电压峰值可达数千伏；瞬时脉冲电流峰值可达数安培至数百安培，其箝位响应时间仅为 10-12 秒。
作为保护器件，固体 TVS 与早先的气体放电管及压敏电阻（ MOV ）相比较，显著的特点是，箝位因子小、响应时间快、承载浪涌能力高、使用寿命长（无老化“磨损”问题），以及体积小、无噪声、价格低等等。
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（c） 超出最大的切换电流变化率 dICOM/dt 导致高 dICOM/dt 值的因素是，高负载电流、高电
网频率（假设正弦波电流）或者非正弦波负载电流 。 非正弦波负载电流和高 dICOM/dt 的常见原因是整流供 电的电感性负载。常常导致普通双向可控硅切换失
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规则 2.要断开（切换）闸流管（或双向可控硅），负 载电流必须<IH, 并维持足够长的时间，使能 回复至截止状态。在可能的最高运行温度下必 须满足上述条件。
双向可控硅
双向可控硅可看作为“双向闸流管”，因为它能 双向导通。对标准的双向可控硅，电流能沿任一方向 在主端子 MT1 和 MT2 间流动，用 MT1 和门极端子间 的微小信号电流触发。
(e) 超出截止状态下反复电压峰值 VDRM 遇到严重的、异常的电源瞬间过程，MT2 电压可
能超过 VDRM，此时 MT2 和 MT1 间的漏电将达到一定 程度，并使双向可控硅自发导通（见图 9）。
若负载允许高涌入电流通过，在硅片导通的小面 积上可能达到极高的局部电流密度。这可能导致硅片 的烧毁。白炽灯、电容性负载和消弧保护电路都可能 导致强涌入电流。
假如负载电流不能维持在 IH 之下足够长的时间， 在阳极和阴极之间电压再度上升之前，闸流管不能回 复至完全截止的状态。它可能在没有外部门极电流作 用的情况下，回到导通状态。
注意，IH 亦在室温下定义，和 IL 一样，温度高时 其值减小。所以，为保证成功的切换，电路应充许有 足够时间，让负载电流降到 IH 之下，并考虑可能遇到 的最高运行温度。
灵敏的门极控制闸流管，如 BT150，容易在高温 下因阳极至阴极的漏电而导通。假如结温 Tj 高于 Tjmax , 将达到一种状态，此时漏电流足以触发灵敏的闸流管 门极。闸流管将丧失维持截止状态的能力，没有门极 电流触发已处于导通。
要避免这种自发导通，可采用下列解决办法中的 一种或几种：
1. 确保温度不超过 Tjmax。
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规则 5.若 dVD/dt 或 dVCOM/dt 可能引起问题，在 MT1 和 MT2 间加入 RC 缓冲电路。
若高 dICOM/dt 可能引起问题，加入一几 mH 的电 感和负载串联。 另一种解决办法,采用 Hi-Com 双向可控硅。
(b)超过最大切换电压上升率 dVCOM/dt
驱动高电抗性的负载时，负载电压和电流的波形 间通常发生实质性的相位移动。当负载电流过零时双 向可控硅发生切换，由于相位差电压并不为零（见图 6）。这时双向可控硅须立即阻断该电压。产生的切换 电压上升率若超过允许的 dVCOM/dt，会迫使双向可控 硅回复导通状态。因为载流子没有充分的时间自结上 撤出。
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导通
和闸流管不同，双向可控硅可以用门极和 MT1 间 的正向或负向电流触发。（VGT，IGT 和 IL 的选择原则 和闸流管相同，见规则 1）因而能在四个“象限”触 发，如图 4 所示。
导通
让门极相对阴极成正极性，使产生门极电流，闸 流管立即导通。当门极电压达到阀值电压 VGT，并导 致门极电流达到阀值 IGT，经过很短时间 tgt（称作门极 控制导通时间）负载电流从正极流向阴极。假如门极 电流由很窄的脉冲构成，比方说 1μs，它的峰值应增 大，以保证触发。
当负载电流达到闸流管的闩锁电流值 IL 时，即使 断开门极电流，负载电流将维持不变。只要有足够的 电流继续流动，闸流管将继续在没有门极电流的条件 下导通。这种状态称作闩锁状态。
高 dVCOM/dt 承受能力受二个条件影响：
1. dICOM/dt 为切换时负载电流下降率。dICOM/dt 高， 则 dVCOM/dt 承受能力下降。
2. 接面温度 Tj 越高，dVCOM/dt 承受能力越下降。
假如双向可控硅的 dVCOM/dt 的允许值有可能被超 过，为避免发生假触发，可在 MT1 和 MT2 间装置 RC 缓冲电路，以此限制电压上升率。通常选用 100Ω的 能承受浪涌电流的碳膜电阻，100nF 的电容。另一种 选择，采用 Hi-Com 双向可控硅
(d) 超出最大的断开电压变化率 dVD/dt 若截止的双向可控硅上（或门极灵敏的闸流管）
作用很高的电压变化率，尽管不超过 VDRM（见图 8）， 电容性内部电流能产生足够大的门极电流，并触发器 件导通。门极灵敏度随温度而升高。
假如发生这样的问题，MT1 和 MT2 间（或阳极和 阴极间）应该加上 RC 缓冲电路，以限制 dVD/dt。若用 的是双向可控硅，采用 Hi-Com 型双向可控硅更为有 利。
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这篇技术文献的目标是提供有趣的、描述性的、 实际的介绍，帮助读者在功率控制方面成功应用闸流 管和双向可控硅，提出指导工作的十条黄金规则。
闸流管
闸流管是一种可控制的整流管，由门极向阴极送 出微小信号电流即可触发单向电流自阳极流向阴极。
注意，VGT，IGT 和 IL 参数的值都是 25℃下的数 据。在低温下这些值将增大，所以驱动电路必须提供 足够的电压、电流振幅和持续时间，按可能遇到的、 最低的运行温度考虑。 规则 1 为了导通闸流管（或双向可控硅），必须有门
极电流≧IGT ，直至负载电流达到≧IL 。这条 件必须满足，并按可能遇到的最低温度考虑。
规则 3.设计双向可控硅触发电路时，只要有可能，就 要避开 3+象限（WT2-，G+）。
在负载电流过零时，门极用直流或单极脉冲触 发，优先采用负的门极电流，理由如下。若运行在 3+ 象限，由于双向可控硅的内部结构，门极离主载流区 域较远，导致下列后果：
1. 高 IGT -> 需要高峰值 IG。
其它导通方式
还有一些双向可控硅的导通方式是我们不希望发 生的。其中有些不损伤设备，另一些则可能破坏设 备。
（a）电子噪声引发门极信号
在电子噪声充斥的环境中，若干扰电压超过 VGT，并 有足够的门极电流，就会发生假触发，导致双向可控 硅切换。第一条防线是降低临近空间的杂波。门极接 线越短越好，并确保门极驱动电路的共用返回线直接 连接到 MTI 管脚（对闸流管是阴极）。若门极接线是 硬线，可采用螺旋双线，或干脆用屏蔽线，这些必要 的措施都是为了降低杂波的吸收。
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Author Nick Ham Number of pages : 12 Date: 2002 Jan 11
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为增加对电子噪声的抵抗力，可在门极和 MT1 之 间串入 1kΩ或更小的电阻，以此降低门极的灵敏度。 假如已采用高频旁路电容，建议在该电容和门极间加 入电阻，以降低通过门极的电容电流的峰值，减少双 向可控硅门极区域为过电流烧毁的可能。另一解决办 法 ， 选 用 H 系 列 的 双 向 可 控 硅 （ 例 如 ， BT139600H ） 。 这 些 是 低 灵 敏 度 型 号 ， 规 格 10mA min IGT，专为增强抗干扰能力所设计。
2. 由 IG 触发到负载电流开始流动，两者之间迟后时 间较长 –> 要求 IG 维持较长时间。
3. 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。
4. 高 IL 值（1-工况亦如此）—>对于很小的负载，若 在电源半周起始点导通，可能需要较长时间的 IG，才能让负载电流达到较高的 IL。
在标准的 AC 相位控制电路中，如灯具调光器和 家用电器转速控制，门极和 MT2 的极性始终不变。这 表明，工况总是在 1+和 3-象限，这里双向可控硅的切 换参数相同。这导致对称的双向可控硅切换，门极此 时最灵敏。
说明：以 1+，1-，3- 和 3+标志四个触发象限，完 全是为了简便，例如用 1+取代“MT2+，G+”等等。这 是从双向可控硅的 V/I 特性图导出的代号。正的 MT2 相应正电流进入 MT2，相反也是（见图 5）。实际 上，工况只能存在 1 和 3 象限中。上标+和-分别表示 门极输入或输出电流。