晶閘管是一種開關(guān)元件,顧名思義他的名字里面有一個閘字也就是門,開關(guān)的意思,他的應(yīng)用在各種電路,以及電子設(shè)備中。晶閘管是典型的小電流控制大電流的設(shè)備,他通過一個電流很小的脈沖觸發(fā)晶閘管處于導(dǎo)通狀態(tài)此時他的電阻變得很小相當(dāng)于一跟導(dǎo)線。晶閘管(Thyristor)是晶體閘流管的簡稱,又被稱做可控硅整流器,以前被簡稱為可控硅,晶閘管是PNPN四層半導(dǎo)體結(jié)構(gòu),它有三個極:陽極,陰極和控制極,晶閘管(Thyristor)是一種開關(guān)元件,能在高電壓、大電流條件下工作,并且其工作過程可以控制、被應(yīng)用于可控整流、交流調(diào)壓、無觸點(diǎn)電子開關(guān)、逆變及變頻等電子電路中,是典型的小電流控制大電流的設(shè)備。1957年,美國通用電器公司開發(fā)出世界上第1個晶閘管產(chǎn)品,并于1958年使其商業(yè)化。晶閘管的分類:晶閘管按其關(guān)斷、導(dǎo)通及控制方式可分為普通晶閘管(SCR)、雙向晶閘管(TRIAC)、逆導(dǎo)晶閘管(RCT)、門極關(guān)斷晶閘管(GTO)、BTG晶閘管、溫控晶閘管(TT國外,TTS國內(nèi))和光控晶閘管(LTT)等多種。晶閘管按其引腳和極性可分為二極晶閘管、三極晶閘管和四極晶閘管。晶閘管按其封裝形式可分為金屬封裝晶閘管、塑封晶閘管和陶瓷封裝晶閘管三種類型。其中。晶閘管在導(dǎo)通情況下,只要有一定的正向陽極電壓,不論門極電壓如何,即晶閘管導(dǎo)通后,門極失去作用。山東貿(mào)易瑞士ABB晶閘管模塊報價
圖簡單地給出了晶閘管開通和關(guān)斷過程的電壓與電流波形。圖中開通過程描述的是晶閘管門極在坐標(biāo)原點(diǎn)時刻開始受到理想階躍觸發(fā)電流觸發(fā)的情況;而關(guān)斷過程描述的是對已導(dǎo)通的晶閘管,在外電路所施加的電壓在某一時刻突然由正向變?yōu)榉聪虻那闆r(如圖中點(diǎn)劃線波形)。開通過程晶閘管的開通過程就是載流子不斷擴(kuò)散的過程。對于晶閘管的開通過程主要關(guān)注的是晶閘管的開通時間t。由于晶閘管內(nèi)部的正反饋過程以及外電路電感的限制,晶閘管受到觸發(fā)后,其陽極電流只能逐漸上升。從門極觸發(fā)電流上升到額定值的10%開始,到陽極電流上升到穩(wěn)態(tài)值的10%(對于阻性負(fù)載相當(dāng)于陽極電壓降到額定值的90%),這段時間稱為觸發(fā)延遲時間t。陽極電流從10%上升到穩(wěn)態(tài)值的90%所需要的時間(對于阻性負(fù)載相當(dāng)于陽極電壓由90%降到10%)稱為上升時間t,開通時間t定義為兩者之和,即t=t+t通常晶閘管的開通時間與觸發(fā)脈沖的上升時間,脈沖峰值以及加在晶閘管兩極之間的正向電壓有關(guān)。[1]關(guān)斷過程處于導(dǎo)通狀態(tài)的晶閘管當(dāng)外加電壓突然由正向變?yōu)榉聪驎r,由于外電路電感的存在,其陽極電流在衰減時存在過渡過程。陽極電流將逐步衰減到零,并在反方向流過反向恢復(fù)電流,經(jīng)過**大值I后,再反方向衰減。同時。進(jìn)口瑞士ABB晶閘管模塊報價晶閘管按其關(guān)斷速度可分為普通晶閘管和高頻(快速)晶閘管。
故晶閘管的陽極電流Ia≈Ic0晶閘管處于正向阻斷狀態(tài)。當(dāng)晶閘管在正向陽極電壓下,從門極G流入電流Ig,由于足夠大的Ig流經(jīng)NPN管的發(fā)射結(jié),從而提高其電流放大系數(shù)a2,產(chǎn)生足夠大的極電極電流Ic2流過PNP管的發(fā)射結(jié),并提高了PNP管的電流放大系數(shù)a1,產(chǎn)生更大的極電極電流Ic1流經(jīng)NPN管的發(fā)射結(jié)。這樣強(qiáng)烈的正反饋過程迅速進(jìn)行。從圖3,當(dāng)a1和a2隨發(fā)射極電流增加而(a1+a2)≈1時,式(1—1)中的分母1-(a1+a2)≈0,因此提高了晶閘管的陽極電流Ia.這時,流過晶閘管的電流完全由主回路的電壓和回路電阻決定。晶閘管已處于正向?qū)顟B(tài)。式(1—1)中,在晶閘管導(dǎo)通后,1-(a1+a2)≈0,即使此時門極電流Ig=0,晶閘管仍能保持原來的陽極電流Ia而繼續(xù)導(dǎo)通。晶閘管在導(dǎo)通后,門極已失去作用。在晶閘管導(dǎo)通后,如果不斷的減小電源電壓或增大回路電阻,使陽極電流Ia減小到維持電流IH以下時,由于a1和a1迅速下降,當(dāng)1-(a1+a2)≈0時,晶閘管恢復(fù)阻斷狀態(tài)。特性特性曲線晶閘管的陽極電壓與陽極電流的關(guān)系,稱為晶閘管的伏安特性,如圖所示。晶閘管的陽極與陰極間加上正向電壓時,在晶閘管控制極開路(Ig=0)情況下,開始元件中有很小的電流(稱為正向漏電流)流過。
因此將引起各元件間電壓分配不均勻而導(dǎo)致發(fā)生損壞器件的事故。影響串聯(lián)運(yùn)行電壓分配不均勻的因素主要有以下幾個:1、靜態(tài)伏安特性對靜態(tài)均壓的影響。不同元件的伏安特性差異較大,串聯(lián)使用時會使電壓分配不均衡。同時,半導(dǎo)體器件的伏安特性容易受溫度的影響,不同的結(jié)溫也會使均壓性能受到影響。[1]2、關(guān)斷電荷和開通時間等動態(tài)特性對動態(tài)均壓的影響。晶閘管串聯(lián)運(yùn)行,延遲時間不同,門極觸發(fā)脈沖的大小不同,都會導(dǎo)致閥片的開通適度不同。閥片的開通速度不同,會引起動態(tài)電壓的不均衡。同時關(guān)斷時間的差異也會造成各晶閘管不同時關(guān)斷的現(xiàn)象。關(guān)斷電荷少,則易關(guān)斷,關(guān)斷時間也短,先關(guān)斷的元件必然承受**高的動態(tài)電壓。[1]晶閘管串聯(lián)技術(shù)的根本目的的是保證動、靜態(tài)特性不同的晶閘管在串聯(lián)后能夠安全穩(wěn)定運(yùn)行且都得到充分的利用。這就涉及到串聯(lián)晶閘管的元件保護(hù)、動態(tài)和靜態(tài)均壓、觸發(fā)一致性、反向恢復(fù)過電壓的抑制、開通關(guān)斷緩沖等一系列問題。[1]主要參數(shù)/晶閘管編輯為了正確選用晶閘管元件,必須要了解它的主要參數(shù),一般在產(chǎn)品的目錄上都給出了參數(shù)的平均值或極限值,產(chǎn)品合格證上標(biāo)有元件的實(shí)測數(shù)據(jù)。。晶閘管在工業(yè)中的應(yīng)用越來越廣,隨著行業(yè)的應(yīng)用范圍增大。
下面分別介紹利用萬用表判定GTO電極、檢查GTO的觸發(fā)能力和關(guān)斷能力、估測關(guān)斷增益βoff的方法。判定GTO的電極將萬用表撥至R×1檔,測量任意兩腳間的電阻,*當(dāng)黑表筆接G極,紅表筆接K極時,電阻呈低阻值,對其它情況電阻值均為無窮大。由此可迅速判定G、K極,剩下的就是A極。(此處指的模擬表,電子式萬用表紅表筆與電池正極相連,模擬表紅表筆與電池負(fù)極相連)光控晶閘管晶閘管光控晶閘管(LightTriggeredThyristor——LTT),又稱光觸發(fā)晶閘管。國內(nèi)也稱GK型光開關(guān)管,是一種光敏器件。1.光控晶閘管的結(jié)構(gòu)通常晶閘管有三個電極:控制極G、陽極A和陰極K。而光控晶閘管由于其控制信號來自光的照射,沒有必要再引出控制極,所以只有兩個電極(陽極A和陰極K)。但它的結(jié)構(gòu)與普通可控硅一樣,是由四層PNPN器件構(gòu)成。從外形上看,光控晶閘管亦有受光窗口,還有兩條管腳和殼體,酷似光電二極管。2.光控晶閘管的工作原理當(dāng)在光控晶閘管的陽極加上正向電壓,陰極加上負(fù)向電壓時,控晶閘管可以等效成的電路??赏扑愠鱿率剑篒a=Il/[1-(a1+a2)]式中,Il為光電二極管的光電流;Ia為光控晶閘管陽極電流,即光控晶閘管的輸出電流;a1、a2分別為BGl、BG2的電流放大系數(shù)。由上式可知。構(gòu)成一個PNP型三極管和一個NPN型三極管的復(fù)合管。山東貿(mào)易瑞士ABB晶閘管模塊報價
晶閘管為半控型電力電子器件。山東貿(mào)易瑞士ABB晶閘管模塊報價
其產(chǎn)品***應(yīng)用于大功率直流開關(guān)、大功率中頻感應(yīng)加熱電源、超聲波電源、激光電源、雷達(dá)調(diào)制器及直流電動車輛調(diào)速等領(lǐng)域。逆導(dǎo)晶閘管以往的城市電車和地鐵機(jī)車為了便于調(diào)速采用直流供電,用直流開關(guān)動作增加或減小電路電阻,改變電路電流來控制車輛的速度。但它有不能平滑起動和加速。開關(guān)體積大、壽命短,而且低速運(yùn)行時耗電大(減速時消耗在啟動電阻上)等缺點(diǎn)。自有了逆導(dǎo)晶閘管,采用了逆導(dǎo)晶閘管控制、調(diào)節(jié)車速,不*克服了上述缺點(diǎn),而且還降低了功耗,提高了機(jī)車可靠性。晶閘管晶閘管逆導(dǎo)晶閘管是在普通晶閘管上反向并聯(lián)一只二極管而成(同做在一個硅片上。它的等效電路和符號如圖1所示。它的特點(diǎn)是能反向?qū)ù箅娏?。由于它的陽極和陰極接入反向并聯(lián)的二極管,可對電感負(fù)載關(guān)斷時產(chǎn)生的大電流、高電壓進(jìn)行快速釋放。目前已經(jīng)能生產(chǎn)出耐壓達(dá)到1500~2500V正向電流達(dá)400A。吸收電流達(dá)150A,關(guān)斷時間小于30微秒的逆導(dǎo)晶閘管。可關(guān)斷晶閘管GTO(GateTurn-OffThyristor)亦稱門控晶閘管。其主要特點(diǎn)為,當(dāng)門極加負(fù)向觸發(fā)信號時晶閘管能自行關(guān)斷。晶閘管晶閘管前已述及,普通晶閘管(SCR)靠門極正信號觸發(fā)之后,撤掉信號亦能維持通態(tài)。欲使之關(guān)斷,必須切斷電源。山東貿(mào)易瑞士ABB晶閘管模塊報價