可控硅:功率电子器件有哪些 功率器件包括哪些产品

发布时间：2023-07-06 13:12
作者：AMEYA360
来源：网络
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　　现代工业和电子设备中，可控硅作为一种重要的功率电子器件，扮演着不可替代的角色。作为可控硅厂家，我们深知可控硅的重要性，AMEYA360电子元器件采购网在本文中向您介绍可控硅的基本原理、应用领域。

可控硅:功率电子器件有哪些 功率器件包括哪些产品

　　一、可控硅的基本原理

　　可控硅，又称为晶闸管，是一种半导体器件，具有电流控制特性。它的基本构造包括一个P型半导体阳极、一个N型半导体阴极和一个PN结控制区。在正向偏置下，当控制极施加一个触发脉冲时，可控硅将导通电流，并保持导通状态，直到电流降为零或逆向电压超过其耐受能力。

　　二、可控硅的应用领域

　　1、交流电控制：可控硅广泛应用于交流电控制领域，例如交流调光、交流电压调节以及交流电流控制。其可靠性和快速开关速度使得可控硅成为家用电器、照明系统和工业设备中的理想选择。

　　2、高功率电子：在高功率电子领域，可控硅在电力传输、电机驱动、电网稳定和能源转换方面发挥着重要作用。它们可以用于实现电力因素修正、电流逆变和谐波抑制等功率控制功能。

　　3、变频驱动：可控硅被广泛用于变频驱动系统中，如交流电机控制、电力调速和变频空调。通过调节可控硅的触发角度和脉冲宽度，可以实现对电机速度和输出功率的精确控制。

　　4、电能质量改善：可控硅器件在电能质量改善方面也发挥着重要作用。通过在电网中引入可控硅，可以有效抑制谐波、消除电压浪涌和实现电能因素修正，从而提高电网的稳定性和可靠性。

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　　可控硅是一种重要的电子器件，常用于电力调节、交流电控制和能量转换等领域。它具有独特的工作原理和作用，下面AMEYA360电子元器件采购网将详细介绍可控硅的定义、工作原理和作用。　　1.什么是可控硅?　　可控硅(Silicon Controlled Rectifier，SCR)是一种半导体器件，也被称为双向可控二极管。它由四个层状结构的PNPN晶体管组成，其中NPNP的结构使得可控硅能够控制电流的通断。可控硅具有以下几个主要特点：　　单向导通性：可控硅在正向偏置时能够导通，并且只允许电流从正向流向负向，不允许反向电流通过。　　开关控制性：可控硅可以通过一个短脉冲或触发信号来控制其通断状态，从而实现对电流的精确控制。　　大功率承载能力：可控硅能够承受较高的电压和电流，适用于高功率和大电流的应用场景。　　稳定性和可靠性：可控硅具有较高的温度稳定性和工作可靠性，适用于各种环境条件下的应用。　　2.可控硅的工作原理和作用?　　可控硅的工作原理基于PNPN结构和正反馈机制。以下是可控硅的工作原理和作用的详细解释：　　可控硅的工作原理：当可控硅的阳极与阴极之间施加一个正向电压(触发电压)，并且其门极接收到一个触发信号时，可控硅将开始导通，形成一个低电压降的低阻态。一旦可控硅导通，只有在电流下降到或接近零时才能恢复到截止状态。这种特性使得可控硅能够实现精确的电流控制和开关功能。　　可控硅的作用：可控硅具有多种应用场景和作用，包括但不限于以下几个方面：　　电力调节：可控硅用于交流电源的调节和控制，可以实现对电压和电流的精确调整，如灯光调光、电动机速度调节等。　　交流电控制：可控硅可以用于交流电的开关控制，实现电源的开关断路和对交流电波形的调整。　　能量转换：可控硅可以用作直流到交流的逆变器，将直流电转换为交流电，广泛应用于电力电子领域。　　电机驱动：可控硅可以用于电机的启动、制动和速度控制，实现对电机的精确控制。　　电源保护：可控硅还可以用于电源保护，通过监测电流和电压等参数，实现对电路和设备的保护和安全控制。　　可控硅在工业、家庭、交通等领域起着重要作用，它的工作原理和作用使得电力调节、交流电控制和能量转换等任务得以实现。可控硅的准确控制和高功率承载能力使其成为许多电子设备和系统中不可或缺的组成部分。　　除了上述提到的应用，可控硅还在能源领域有广泛的应用。例如，在电能质量改善领域，可控硅可以用来控制电网中的谐波和电压波动，从而保持电能的稳定供应。此外，可控硅还可以用于电力电子变换器、智能电网和太阳能光伏发电系统等领域，提高能源利用效率和电能的可靠性。　　可控硅的优点包括低开关损耗、快速响应、长寿命和较高的瞬态电压抑制能力。然而，可控硅也存在一些限制，如触发电流和触发功率的要求较高，以及对环境温度的敏感性等。因此，在设计和应用可控硅时需要综合考虑这些因素，并选择适当的保护电路和散热措施。　　总之，可控硅作为一种重要的半导体器件，在电力调节、交流电控制和能量转换等领域具有广泛的应用。通过准确控制和高功率承载能力，可控硅实现了精确的电流控制和开关功能。随着能源需求和技术的不断发展，可控硅在能源管理和电子系统中的作用将继续发挥并得到进一步的应用和改进。
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　　可控硅又称晶闸管，包括单向晶闸管、双向晶闸管、光控晶闸管、逆导晶闸管、可关断晶可控硅闸管、快速晶闸管等等。为帮助大家深入了解，今天Ameya360电子元器件采购网将为大家对单向可控硅的相关知识予以汇总。　　一、什么是单向可控硅　　单向可控硅是一种可控整流电子元件，能在外部控制信号作用下由关断变为导通，但一旦导通，外部信号就无法使其关断，只能靠去除负载或降低其两端电压使其关断。单向可控硅是由三个PN结PNPN组成的四层三端半导体器件与具有一个PN结的二极管相比，单向可控硅正向导通受控制极电流控制；与具有两个PN结的三极管相比，差别在于可控硅对控制极电流没有放大作用。　　可控硅导通条件：一是可控硅阳极与阴极间必须加正向电压，二是控制极也要加正向电压。以上两个条件必须同时具备，可控硅才会处于导通状态。另外，可控硅一旦导通后，即使降低控制极电压或去掉控制极电压，可控硅仍然导通。 可控硅关断条件：降低或去掉加在可控硅阳极至阴极之间的正向电压，使阳极电流小于最小维持电流以下。　　二、单向可控硅和双向可控硅的区别　　1、指代不同　　1）单向可控硅：是一种可控整流电子元件，能在外部控制信号作用下由关断变为导通。　　2）双向可控硅：是在普通可控硅的基础上发展而成的，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。　　2、结构不同　　1）单向可控硅：具有三个 PN 结的四层结构，由最外层的 P 层、N 层引出两个电极――阳 极 A 和阴极 K，由中间的 P 层引出控制极 G。　　2）双向可控硅：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。　　3、特点不同　　1）单向可控硅：先任测两个极，若正、反测指针均不动（R×1挡），可能是A、K或G、A极（对单向可控硅）也可能是T2、T1或T2、G极（对双向可控硅）。若其中有一次测量指示为几十至几百欧，则必为单向可控硅。　　2）双向可控硅：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，因而家电中选用可控硅的电流值为实际工作电流值的2~3倍。
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　　可控硅简称SCR，是一种大功率电器元件，也称晶闸管。它具有体积小、效率高、稳定性好、工作可靠等优点。在自动控制系统中，可作为大功率驱动器件，实现用小功率控件控制大功率设备。它的出现，使半导体技术从弱电领域进入了强电领域，成为工业、农业、交通运输、军事科研以至商业、民用电器等方面争相采用的元件。　　一、可控硅的工作原理　　可控硅有三个极----阳极（A）、阴极（K）和控制极（G），管芯是P型导体和N型导体交迭组成的四层结构，共有三个PN 结，与只有一个PN结的硅整流二极管在结构上迥然不同。可控硅的四层结构和控制极的引入，为其发挥“以小控大”的优异控制特性奠定了基础。　　可控硅应用时，只要在控制极加上很小的电流或电压，就能控制很大的阳极电流或电压。目前已能制造出电流容量达几百安培以至上千安培的可控硅元件。一般把5安培以下的可控硅叫小功率可控硅，50安培以上的可控硅叫大功率可控硅。　　二、可控硅有哪些作用　　可控硅的作用之一就是可控整流，这也是可控硅最基本也最重要的作用。大家所熟知的二极管整流电路只可完成整流的功能，并没有实现可控，而一旦把二极管换做可控硅，便构成了一个可控整流电路。一个最基本的单相半波可控整流电路中，当正弦交流电压处于正半周时，只有在控制极外加触发脉冲时，可控硅才被触发导通，负载上才会有电压输出，因此可以通过改变控制极上触发脉冲到来的时间，来进一步调节负载上输出电压的平均值，达到可控整流的作用。　　可控硅的作用之二就是用作无触点开关，经常用于自动化设备中，代替通用继电器，具有无噪音、寿命长的特点。　　可控硅的作用之三就是起到开关和调压的作用，经常应用于交流电路中，由于其被触发时间不同，因此通过它的电流只有其交流周期的一部分，通过它的电压只有全电压的一部分，因而起到调节输出电压的作用。
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　　整流器是当今不可缺少的基础设备之一，通过整流器，我们能够将交流电转化为直流电。普通可控硅整流器最基本的用途就是可控整流。大家熟悉的二极管整流电路属于不可控整流电路。如果把二极管换成晶闸管，就可以构成可控整流电路。可控硅整流器是一种以晶闸管(电力电子功率器件)为基础，以智能数字控制电路为核心的电源功率控制电器。具有效率高、无机械噪声和磨损、响应速度快、体积小、重量轻等诸多优点。本文Ameya360电子元器件采购网收集整理了一些资料，希望能对各位读者有比较大的参阅价值。　　可控硅整流器的结构　　1、外形上来看，可控硅整流器也主要有螺栓型和平板型两种封装结构。　　2、出阳极A、阴极K和门极(控制端)G三个联接端。　　3、部是PNPN四层半导体结构。　　可控硅整流器的外形、结构和电气图形符号　　a) 外形 b) 结构 c) 电气图形符号　　可控硅整流器VS与小灯泡EL串联起来，通过开关S接在直流电源上。注意阳极A是接电源的正极，阴极K接电源的负极，控制极G通过按钮开关SB接在3V直流电源的正极(这里使用的是KP5型晶闸管，若采用KP1型，应接在1.5V直流电源的正极)。晶闸管与电源的这种连接方式叫做正向连接，也就是说，给晶闸管阳极和控制极所加的都是正向电压。现在我们合上电源开关S，小灯泡不亮，说明晶闸管没有导通;再按一下按钮开关SB，给控制极输入一个触发电压，小灯泡亮了，说明晶闸管导通了。　　这个实验告诉我们，要使可控硅整流器导通，一是在它的阳极A与阴极K之间外加正向电压，二是在它的控制极G与阴极K之间输入一个正向触发电压。晶闸管导通后，松开按钮开关，去掉触发电压，仍然维持导通状态。　　可控硅整流器的特点：是“一触即发”。但是，如果阳极或控制极外加的是反向电压，晶闸管就不能导通。控制极的作用是通过外加正向触发脉冲使晶闸管导通，却不能使它关断。那么，用什么方法才能使导通的晶闸管关断呢?使导通的晶闸管关断，可以断开阳极电源或使阳极电流小于维持导通的最小值(称为维持电流)。如果晶闸管阳极和阴极之间外加的是交流电压或脉动直流电压，那么，在电压过零时，晶闸管会自行关断。　　通常用双三极管来描述可控硅的四层结构，看成一NPN和PNP晶体管的互联. 若两晶体管的共基极电流放大系数分别为α1和α2(均为工作状态的函数)，导通的必要条件是α1+α2?1.阻断状态下， 两晶体管的电流放大系数均很小;若在正向阻断状态下，于控制极注入一正向电流，则NPN管的电流放大系数α1迅速增大，并导致α2的增大，从而满足导通条件。　　可控硅整流器安装及注意事项　　1、把可控硅整流器安放好，并保持其稳定，为保证整流器通风良好，其前后左右0.5m以内不要有任何物体。另外，避免可控硅整流器在充满粉尘和腐蚀性气体的环境中工作，并远离产热源，和潮湿地带，相对湿度5%~70%，环境温度-25℃~40℃，以延长机器寿命。　　2、检查一下可控硅整流器机器外壳有无松动，端口有无在运输过程中损坏，确认三相空气开关处于断开位置。　　3、找出电源输入线，分别接好引线，将远控线对好插座的凹凸部位插牢并旋紧。　　4、机箱后面外壳左下角有“ ”标识，请接入大地，预防静电。　　5、将功率调节旋钮⑤逆时针旋转到底(最小状态)。　　6、闭合空气开关，此时风扇开始转动，电源指示灯①亮。故障灯④会闪烁数次随即熄灭。　　7、将“工作/待机”开关②拨至“待机”档，然后拨至“工作”档。　　8、顺时针旋转调节旋钮⑤，当“稳压/稳流”开关置于“稳压”档时，电压表读数随即增加至所需值，电流表根据负载大小做出相应指示;当“稳压/稳流”开关置于“稳流”档时，有负载情况下，电流表读数随着增加至所需值，电压表根据负载大小做出相应指示，无负载时，顺时针旋转调节旋钮，电压指示最高值，电流表指示为零。　　9、关闭电源时应先将调节旋钮逆时针旋到底，将“工作/待机”开关拨至“待机”档，断开空气开关。　　10、机器正常工作时，外壳由于机内高频磁场的影响会产生涡流使外壳发热，并且有静电，属正常现象。　　11、水冷可控硅整流器，在进水口中接水源管，出水口接好出水管，检查进水是否顺畅，机器出厂时已调好水压开关，工作时，不能低于所调水压。　　经以上运行，若无异常现象，说明电源是完好的，连接负载就可以正常工作了。　　相信通过阅读Ameya360电子元器件采购网介绍的上面内容，大家对可控硅整流器有了初步的了解。
2022-05-17 10:55 阅读量：2614
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