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电力调整器结构与鉴别

编辑:上海月盛电子科技有限公司时间:2018-06-21

    电力调整器又称可控硅调功器从外形上分主要有模块式、螺旋式、平板式和平底式四种,螺旋式的应用较多。可控硅调整器有三个电极---阳极(A)阴极(C)和控制极(G)。它有管芯是P型导体和N型导体交迭组成的四层结构,共有三个PN结。可控硅调整器和只有一个PN结的硅整流二极度管在结构上迥然不同。可控硅调整器的四层结构和控制极的引用,为其发挥“以小控大”的优异控制特性奠定了基础。在应用可控硅调整器时,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调整器元件。100A以下可以选用模块式,经济方便又称固态调压器,50安培以上的可控硅调整器叫大功率可控硅调整器。

可控硅调整器为什么其有“以小控大”的可控性呢?下面我们用图表-1来简单分析可控硅调整器的工作原理。


 

  首先,可以把从阴极向上数的第一、二、三层看面是一只NPN型号晶体管,而二、三四层组成另一只PNP型晶体管。其中第二、第三层为两管交迭共用。当在阳极和阴极之间加上一个正向电压Ea,又在控制极G和阴极C之间(相当BG1的基一射间)输入一个正的触发信号,BG1将产生基极电流Ib1,经放大,BG1将有一个放大了β1倍的集电极电流IC1。因为BG1集电极与BG2基极相连,IC1又是BG2的基极电流Ib2。BG2又把比Ib2(Ib1)放大了β2的集电极电流IC2送回BG1的基极放大。如此循环放大,直到BG1、BG2完全导通。实际这一过程是“一触即发”的过程,对可控硅调整器来说,触发信号加入控制极,可控硅调整器立即导通。导通的时间主要决定于可控硅调整器的性能。


  可控硅调整器一经触发导通后,由于循环反馈的原因,流入BG1基极的电流已不只是初始的Ib1,而是经过BG1、BG2放大后的电流(β1*β2*Ib1)这一电流远大于Ib1,足以保持BG1的持续导通。此时触发信号即使消失,可控硅调整器仍保持导通状态只有断开电源Ea或降低Ea,使BG1、BG2中的集电极电流小于维持导通的最小值时,可控硅调整器方可关断。当然,如果Ea极性反接,BG1、BG2由于受到反向电压作用将处于截止状态。这时,即使输入触发信号,可控硅调整器也不能工作。反过来,Ea接成正向,而触动发信号是负的,可控硅调整器也不能导通。另外,如果不加触发信号,而正向阳极电压大到超过一定值时,可控硅调整器也会导通,但已属于非正常工作情况了。


  可控硅调整器这种通过触发信号(小的触发电流)来控制导通(可控硅调整器中通过大电流)的可控特性,正是它区别于普通硅整流二极管的重要特征。


  普通可控硅调整器的三个电极可以用万用表欧姆挡R×100挡位来测。大家知道,晶闸管G、K之间是一个PN结(a),相当于一个二极管,G为正极、K为负极,所以,按照测试二极管的方法,找出三个极中的两个极,测它的正、反向电阻,电阻小时,万用表黑表笔接的是控制极G,红表笔接的是阴极K,剩下的一个就是阳极A了。测试晶闸管的好坏,可以用刚才演示用的示教板电路。接通电源开关S,按一下按钮开关SB,灯泡发光就是好的,不发光就是坏的。


  鉴别可控硅调整器三个极的方法很简单,根据P-N结的原理,只要用万用表测量一下三个极之间的电阻值就可以。


  阳极与阴极之间的正向和反向电阻在几百千欧以上,阳极和控制极之间的正向和反向电阻在几百千欧以上(它们之间有两个P-N结,而且方向相反,因此阳极和控制极正反向都不通)。


  控制极与阴极之间是一个P-N结,因此它的正向电阻大约在几欧-几百欧的范围,反向电阻比正向电阻要大。可是控制极二极管特性是不太理想的,反向不是完全呈阻断状态的,可以有比较大的电流通过,因此,有时测得控制极反向电阻比较小,并不能说明控制极特性不好。另外,在测量控制极正反向电阻时,万用表应放在R*10或R*1挡,防止电压过高控制极反向击穿。


  若测得元件阴阳极正反向已短路,或阳极与控制极短路,或控制极与阴极反向短路,或控制极与阴极断路,说明元件已损坏。


  可控硅调整器是可控硅调整器整流元件的简称,是一种具有三个PN结的四层结构的大功率半导体器件。实际上,可控硅调整器的功用不仅是整流,它还可以用作无触点开关以快速接通或切断电路,实现将直流电变成交流电的逆变,将一种频率的交流电变成另一种频率的交流电,等等。可控硅调整器和其它半导体器件一样,其有体积小、效率高、稳定性好、工作可靠等优点。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。


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