可控硅的使用及其方法

王晉寧

可控硅的使用及其方法

王晉寧

可控硅的商業(yè)用途就是用來制作電子開關(guān)，目前在自動化設(shè)備以及各式各樣的控制電路中已經(jīng)普遍使用到，可控硅不但具有單向作用，其還存在有雙向作用的，因此，在其應(yīng)用的過程常常會存在一些問題。為此，筆者結(jié)合自己多年的工作經(jīng)驗和，以及工作的實際操作情況，提出幾點建議。

采購可控硅

可控硅具有比較多的電參數(shù)，在進行采購一定要從各方面去考慮，如以下的幾個參數(shù)：觸發(fā)電流IGT、正反向峰值電壓VDRM、額定平均電流IT、控制極觸發(fā)電壓等，這些參數(shù)均是在特定的情況下給予測定的，但是在真實的現(xiàn)場應(yīng)用中還是與規(guī)定的參數(shù)有所差別的，而且還有很大的幾率出現(xiàn)突發(fā)情況，其產(chǎn)生的數(shù)值大于管子能夠承受的有限范圍內(nèi)的狀況。因此，為了能夠使管子在穩(wěn)定、安全的電壓下開展工作，尤其是交流指在220V的條件下，在進行選擇管子購買的時候，可以根據(jù)額定比實際電壓大于3倍左右的發(fā)熱值進行選擇。比如說：但外加的電壓具體數(shù)值為220V，可以選擇購買額定電壓為400V以上的管子，但是為了保證安全，還是盡量購買額定電壓為600V的管子，這是為了能夠確保管子防止電流過大而發(fā)生燒毀現(xiàn)象，同時也要考慮到管子的實際的發(fā)熱情況以及電流的具體的有效值，應(yīng)該選擇比平均電流的有效值大于2倍左右的，值得注意的是，相對單項可控硅，IT具體指能夠經(jīng)過SCR的最大限度的有效值電流。比如說：單向的8A SCR的有效值IT（RMS）等于數(shù)值為12.6A，所以若是采取8A的BCR將8A的SCR替換是絕對禁止的，為了能夠讓管子具有的觸發(fā)電壓的數(shù)值以及觸發(fā)電流的數(shù)值小于現(xiàn)實中使用的數(shù)值。比如說：若是在現(xiàn)實中觸發(fā)電壓的實際使用值大小為3V，則可以進行選擇觸發(fā)電壓數(shù)值大小為2V的管子。同時，進行選擇管子，也要注意觸發(fā)電流應(yīng)該略小一點的數(shù)值，從而確?？煽坑|發(fā)，通常最常使用的集成電路所輸出的電流值均比較小，但是也有例外情況，如555電路，其TTL大于CMOS，因此，為了可以放大電路，可將一級晶體管添加在其輸出端，從而能夠提將驅(qū)動電路增加到最大，以此來滿足管子可靠地觸發(fā)導通所需使用的電路量。

可控硅的接法

直流電路。單向可控硅SCR擁有陽極A、陰極K以及控制極G三個電極，將其運用于直流控制電路時，必須要注意的是提升工作的電壓以及把控觸發(fā)電壓的極性。陽極A、陰極K之間只有與正向電壓進行連接，且控制極G也要與正向電壓進行連接，才能夠?qū)⊿CR。若是SCR得以觸發(fā)導通之后,就算是將控制極電壓的數(shù)值降低，或者是將控制極電源關(guān)閉，也不能將SCR阻斷掉，并且仍然可以繼續(xù)導通。若是想阻斷SCR，就只能將其陽極電壓的數(shù)值降低，又或者是直接斷開陽極，陰極的連接，除此之外，使陽極、陰極二者的電壓的數(shù)值顯示為零即可，所以設(shè)置開關(guān)于SCR的A極與電源之間能夠阻斷SCR。

BCR的組成是由兩個SCR進行反向并聯(lián)而成的，二者之間同時用一個控制極。所以，在連接方法上，BCR與SCR是各不相同的，不管是陽極與陰極之間，連接怎樣極性的電壓，添加一個觸發(fā)脈沖到其控制極上并且這個脈沖是怎樣的極性，其均能夠?qū)˙CR。但事實上BCR已經(jīng)不存在有陽極和陰極，而陰陽極還可以成為為T1和T2電極。由此可知，BCR總共四個模式的觸發(fā)工作方式，但其中是以T2電極的電位高于T1、低于控制極的電位該模式是最靠譜的，在BCR的應(yīng)用中可以高度重視這一個模式。特別是在初期階段進行應(yīng)用的時候，就應(yīng)該在設(shè)計電路設(shè)計時明確將T1、T2的差別標出。除此之外，相比SCR，BCR在使用時所需要的控制極觸發(fā)功率會比較大一點，因此，在應(yīng)用的過程中必須要注意到這一點。

交流電路。在交流電路的使用過程中，比如說：在SCR的陽極A、陰極K兩者之間的電壓大小為AC220V，那么在正弦電壓的正半周范圍之內(nèi)，SCR就能夠可以對導通進行觸發(fā)，反之，在負半周的范圍之內(nèi)，就不能夠可以將導通進行觸發(fā)，再加上因SCR的半波整流會產(chǎn)生極大的作用，從而到了負載兩端的電壓大小降低至原來的電壓值一半。再比如說負載具體是指當市電為220V電壓的電路進行連接了電壓值為220V的燈泡，燈泡兩端的實際電壓大小只有110V的電壓。所以能夠延長燈泡的使用壽命，而當使用BCR安裝電壓值為AC220V的市電中，不管是正弦電壓是否是屬于正半周，還是屬于負半周的電流線路當中，但是目前使用頻率最高的還是BCR，而且可控硅在功率消耗方面還存在一個比較大的缺陷，那就是功耗。而將SCR與BCR進行比較，相比BCR，SCR功耗比較低，這是由于里面存在有可控硅的PN電結(jié)與周圍環(huán)境、外殼的熱電阻的問題，因此BCR在應(yīng)用方面最受人們的歡迎。另外，在交流電路中可控硅的應(yīng)用，不管是雙或單向，還是陽極、陰極于交流電源中進行連接，控制極G的控制電壓始終為直流電壓，這一點值得高度重視。

解決可控硅的誤觸發(fā)

可控硅的觸發(fā)電壓、電流的數(shù)值大小過于偏低，觸發(fā)過小。若是可控硅比較難以觸發(fā)，這是最不理想的結(jié)果。但是如果觸發(fā)電壓、電流的數(shù)值大小太高，又會輕易導致可控硅出現(xiàn)誤觸發(fā)狀況，就是說其抗干擾能力比較弱，但這一狀況這又是無法避免其發(fā)生的，具體的解決措施如下所示：一，最好將電源變壓器、繼電器線圈等電感元件遠離可控硅控制回路。將可控硅控制極的電路進行屏蔽起來，比如可以使用屏蔽線將其屏蔽，或者是使用鐵皮將回路全部屏蔽。二，并聯(lián)一只數(shù)值大小在0.01至0.1u范圍內(nèi)的電容于可控硅陰極與控制極二者之間，以此抵消干擾脈沖對其產(chǎn)生的影響。三，應(yīng)用反向的偏置電壓安裝控制極上，通常情況下，可采取串聯(lián)方式的正向壓二極管降低反向電壓。四，通過利用555集成電路組裝成可控硅控制極將電路進行封鎖，因此來控制可控硅工作實地環(huán)境的惡劣程度。

分析可控硅的常見故障

如果可控硅始終顯示為導通狀態(tài)，通常有三個因素：可控硅發(fā)生短路現(xiàn)象以致?lián)p壞，導致?lián)p壞的原因是通過陽極的電流值、電源電壓值太高，或者是其它控制元件出現(xiàn)失靈狀況等；可控硅的維持電流的數(shù)值大小大于負載電流且不截止；控制極電壓出現(xiàn)異常情況。如果可控硅始終顯示阻斷狀態(tài)，首先要檢測控制極的觸發(fā)電流是否處于偏低狀態(tài)，若顯示為正常，則檢測可控硅額定導通電流的數(shù)值大小大于陽極電流。

（作者單位：長城鉆探工程有限公司鉆井二公司）