雙向可控矽結構原理及應用
發布時間:2010-06-07
中心議題:
普通晶閘管(VS)實質上屬於直流控製器件。要控製交流負載,必須將兩隻晶閘管反極性並聯,讓每隻SCR控製一個半波,為此需兩套獨立的觸發電路,使用不夠方便。
雙(shuang)向(xiang)晶(jing)閘(zha)管(guan)是(shi)在(zai)普(pu)通(tong)晶(jing)閘(zha)管(guan)的(de)基(ji)礎(chu)上(shang)發(fa)展(zhan)而(er)成(cheng)的(de),它(ta)不(bu)僅(jin)能(neng)代(dai)替(ti)兩(liang)隻(zhi)反(fan)極(ji)性(xing)並(bing)聯(lian)的(de)晶(jing)閘(zha)管(guan),而(er)且(qie)僅(jin)需(xu)一(yi)個(ge)觸(chu)發(fa)電(dian)路(lu),是(shi)目(mu)前(qian)比(bi)較(jiao)理(li)想(xiang)的(de)交(jiao)流(liu)開關器件。其英文名稱TRIAC即三端雙向交流開關之意。
構造原理
盡管從形式上可將雙向晶閘管看成兩隻普通晶閘管的組合,但實際上它是由7隻晶體管和多隻電阻構成的功率集成器件。小功率雙向晶閘管一般采用塑料封裝,有的還帶散熱板,外形如圖l所示。典型產品有BCMlAM(1A/600V)、BCM3AM(3A/600V)、2N6075(4A/600V),MAC218-10(8A/800V)等。大功率雙向晶閘管大多采用RD91型封裝。雙向晶閘管的主要參數見附表。
雙向晶閘管的結構與符號見圖2。它屬於NPNPN五層器件,三個電極分別是T1、T2、G。因該器件可以雙向導通,故除門極G以外的兩個電極統稱為主端子,用T1、T2。表示,不再劃分成陽極或陰極。其特點是,當G極和T2極相對於T1,的電壓均為正時,T2是陽極,T1是陰極。反之,當G極和T2極相對於T1的電壓均為負時,T1變成陽極,T2為陰極。雙向晶閘管的伏安特性見圖3,由於正、反向特性曲線具有對稱性,所以它可在任何一個方向導通。

檢測方法
下麵介紹利用萬用表RXl檔判定雙向晶閘管電極的方法,同時還檢查觸發能力。
1.判定T2極
由圖2可見,G極與T1極靠近,距T2極較遠。因此,G—T1之間的正、反向電阻都很小。在用RXl檔測任意兩腳之間的電阻時,隻有在G-T1之間呈現低阻,正、反向電阻僅幾十歐,而T2-G、T2-T1之間的正、反向電阻均為無窮大。這表明,如果測出某腳和其他兩腳都不通,就肯定是T2極。,另外,采用TO—220封裝的雙向晶閘管,T2極通常與小散熱板連通,據此亦可確定T2極。
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2.區分G極和T1極
(1)找出T2極之後,首先假定剩下兩腳中某一腳為Tl極,另一腳為G極。
(2)把黑表筆接T1極,紅表筆接T2極,電阻為無窮大。接著用紅表筆尖把T2與G短路,給G極加上負觸發信號,電阻值應為十歐左右(參見圖4(a)),證明管子已經導通,導通方向為T1一T2。再將紅表筆尖與G極脫開(但仍接T2),若電阻值保持不變,證明管子在觸發之後能維持導通狀態(見圖4(b))。

(3)把紅表筆接T1極,黑表筆接T2極,然後使T2與G短路,給G極加上正觸發信號,電阻值仍為十歐左右,與G極脫開後若阻值不變,則說明管子經觸發後,在T2一T1方fang向xiang上shang也ye能neng維wei持chi導dao通tong狀zhuang態tai,因yin此ci具ju有you雙shuang向xiang觸chu發fa性xing質zhi。由you此ci證zheng明ming上shang述shu假jia定ding正zheng確que。否fou則ze是shi假jia定ding與yu實shi際ji不bu符fu,需xu再zai作zuo出chu假jia定ding,重zhong複fu以yi上shang測ce量liang。顯xian見jian,在zai識shi別bieG、T1,的過程中,也就檢查了雙向晶閘管的觸發能力。如果按哪種假定去測量,都不能使雙向晶閘管觸發導通,證明管於巳損壞。對於lA的管子,亦可用RXl0檔檢測,對於3A及3A以上的管子,應選RXl檔,否則難以維持導通狀態。
典型應用
雙向晶閘管可廣泛用於工業、交通、家用電器等領域,實現交流調壓、電機調速、交流開關、路燈自動開啟與關閉、溫度控製、台燈調光、舞台調光等多種功能,它還被用於固態繼電器(SSR)和固態接觸器電路中。圖5是由雙向晶閘管構成的接近開關電路。R為門極限流電阻,JAG為幹式舌簧管。平時JAG斷開,雙向晶閘管TRIAC也關斷。僅當小磁鐵移近時JAG吸合,使雙向晶閘管導通,將負載電源接通。由於通過幹簧管的電流很小,時間僅幾微秒,所以開關的壽命很長。
圖6是過零觸發型交流固態繼電器(AC-SSR)的內部電路。主要包括輸入電路、光電耦合器、過零觸發電路、開關電路(包括雙向晶閘管)、保護電路(RC吸收網絡)。當加上輸入信號VI(一般為高電平)、並且交流負載電源電壓通過零點時,雙向晶閘管被觸發,將負載電源接通。固態繼電器具有驅動功率小、無觸點、噪音低、抗幹擾能力強,吸合、釋放時間短、壽命長,能與TTL\CMOS電路兼容,可取代傳統的電磁繼電器。
- 雙向晶閘管構造原理
- 雙向晶閘管電極檢測方法
- 雙向晶閘管典型應用
- 萬用表RXl檔判定雙向晶閘管電極
普通晶閘管(VS)實質上屬於直流控製器件。要控製交流負載,必須將兩隻晶閘管反極性並聯,讓每隻SCR控製一個半波,為此需兩套獨立的觸發電路,使用不夠方便。
雙(shuang)向(xiang)晶(jing)閘(zha)管(guan)是(shi)在(zai)普(pu)通(tong)晶(jing)閘(zha)管(guan)的(de)基(ji)礎(chu)上(shang)發(fa)展(zhan)而(er)成(cheng)的(de),它(ta)不(bu)僅(jin)能(neng)代(dai)替(ti)兩(liang)隻(zhi)反(fan)極(ji)性(xing)並(bing)聯(lian)的(de)晶(jing)閘(zha)管(guan),而(er)且(qie)僅(jin)需(xu)一(yi)個(ge)觸(chu)發(fa)電(dian)路(lu),是(shi)目(mu)前(qian)比(bi)較(jiao)理(li)想(xiang)的(de)交(jiao)流(liu)開關器件。其英文名稱TRIAC即三端雙向交流開關之意。
構造原理
盡管從形式上可將雙向晶閘管看成兩隻普通晶閘管的組合,但實際上它是由7隻晶體管和多隻電阻構成的功率集成器件。小功率雙向晶閘管一般采用塑料封裝,有的還帶散熱板,外形如圖l所示。典型產品有BCMlAM(1A/600V)、BCM3AM(3A/600V)、2N6075(4A/600V),MAC218-10(8A/800V)等。大功率雙向晶閘管大多采用RD91型封裝。雙向晶閘管的主要參數見附表。
雙向晶閘管的結構與符號見圖2。它屬於NPNPN五層器件,三個電極分別是T1、T2、G。因該器件可以雙向導通,故除門極G以外的兩個電極統稱為主端子,用T1、T2。表示,不再劃分成陽極或陰極。其特點是,當G極和T2極相對於T1,的電壓均為正時,T2是陽極,T1是陰極。反之,當G極和T2極相對於T1的電壓均為負時,T1變成陽極,T2為陰極。雙向晶閘管的伏安特性見圖3,由於正、反向特性曲線具有對稱性,所以它可在任何一個方向導通。

檢測方法
下麵介紹利用萬用表RXl檔判定雙向晶閘管電極的方法,同時還檢查觸發能力。
1.判定T2極
由圖2可見,G極與T1極靠近,距T2極較遠。因此,G—T1之間的正、反向電阻都很小。在用RXl檔測任意兩腳之間的電阻時,隻有在G-T1之間呈現低阻,正、反向電阻僅幾十歐,而T2-G、T2-T1之間的正、反向電阻均為無窮大。這表明,如果測出某腳和其他兩腳都不通,就肯定是T2極。,另外,采用TO—220封裝的雙向晶閘管,T2極通常與小散熱板連通,據此亦可確定T2極。
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2.區分G極和T1極
(1)找出T2極之後,首先假定剩下兩腳中某一腳為Tl極,另一腳為G極。
(2)把黑表筆接T1極,紅表筆接T2極,電阻為無窮大。接著用紅表筆尖把T2與G短路,給G極加上負觸發信號,電阻值應為十歐左右(參見圖4(a)),證明管子已經導通,導通方向為T1一T2。再將紅表筆尖與G極脫開(但仍接T2),若電阻值保持不變,證明管子在觸發之後能維持導通狀態(見圖4(b))。

(3)把紅表筆接T1極,黑表筆接T2極,然後使T2與G短路,給G極加上正觸發信號,電阻值仍為十歐左右,與G極脫開後若阻值不變,則說明管子經觸發後,在T2一T1方fang向xiang上shang也ye能neng維wei持chi導dao通tong狀zhuang態tai,因yin此ci具ju有you雙shuang向xiang觸chu發fa性xing質zhi。由you此ci證zheng明ming上shang述shu假jia定ding正zheng確que。否fou則ze是shi假jia定ding與yu實shi際ji不bu符fu,需xu再zai作zuo出chu假jia定ding,重zhong複fu以yi上shang測ce量liang。顯xian見jian,在zai識shi別bieG、T1,的過程中,也就檢查了雙向晶閘管的觸發能力。如果按哪種假定去測量,都不能使雙向晶閘管觸發導通,證明管於巳損壞。對於lA的管子,亦可用RXl0檔檢測,對於3A及3A以上的管子,應選RXl檔,否則難以維持導通狀態。
典型應用
雙向晶閘管可廣泛用於工業、交通、家用電器等領域,實現交流調壓、電機調速、交流開關、路燈自動開啟與關閉、溫度控製、台燈調光、舞台調光等多種功能,它還被用於固態繼電器(SSR)和固態接觸器電路中。圖5是由雙向晶閘管構成的接近開關電路。R為門極限流電阻,JAG為幹式舌簧管。平時JAG斷開,雙向晶閘管TRIAC也關斷。僅當小磁鐵移近時JAG吸合,使雙向晶閘管導通,將負載電源接通。由於通過幹簧管的電流很小,時間僅幾微秒,所以開關的壽命很長。
圖6是過零觸發型交流固態繼電器(AC-SSR)的內部電路。主要包括輸入電路、光電耦合器、過零觸發電路、開關電路(包括雙向晶閘管)、保護電路(RC吸收網絡)。當加上輸入信號VI(一般為高電平)、並且交流負載電源電壓通過零點時,雙向晶閘管被觸發,將負載電源接通。固態繼電器具有驅動功率小、無觸點、噪音低、抗幹擾能力強,吸合、釋放時間短、壽命長,能與TTL\CMOS電路兼容,可取代傳統的電磁繼電器。
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