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

可控硅的商業用途就是用來制作電子開關，目前在自動化設備以及各式各樣的控制電路中已經普遍使用到，可控硅不但具有單向作用，其還存在有雙向作用的，因此，在其應用的過程常常會存在一些問題。為此，筆者結合自己多年的工作經驗和，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，在進行采購一定要從各方面去考慮，如以下的幾個參數：觸發電流IGT、正反向峰值電壓VDRM、額定平均電流IT、控制極觸發電壓等，這些參數均是在特定的情況下給予測定的，但是在真實的現場應用中還是與規定的參數有所差別的，而且還有很大的幾率出現突發情況，其產生的數值大于管子能夠承受的有限范圍內的狀況。因此，為了能夠使管子在穩定、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，可以根據額定比實際電壓大于3倍左右的發熱值進行選擇。比如說：但外加的電壓具體數值為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生燒毀現象，同時也要考慮到管子的實際的發熱情況以及電流的具體的有效值，應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電壓的數值以及觸發電流的數值小于現實中使用的數值。比如說：若是在現實中觸發電壓的實際使用值大小為3V，則可以進行選擇觸發電壓數值大小為2V的管子。同時，進行選擇管子，也要注意觸發電流應該略小一點的數值，從而確保可靠觸發，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，從而能夠提將驅動電路增加到最大，以此來滿足管子可靠地觸發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，才能夠導通SCR。若是SCR得以觸發導通之后,就算是將控制極電壓的數值降低，或者是將控制極電源關閉，也不能將SCR阻斷掉，并且仍然可以繼續導通。若是想阻斷SCR，就只能將其陽極電壓的數值降低，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值顯示為零即可，所以設置開關于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，添加一個觸發脈沖到其控制極上并且這個脈沖是怎樣的極性，其均能夠導通BCR。但事實上BCR已經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的應用中可以高度重視這一個模式。特別是在初期階段進行應用的時候，就應該在設計電路設計時明確將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功率會比較大一點，因此，在應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，SCR就能夠可以對導通進行觸發，反之，在負半周的范圍之內，就不能夠可以將導通進行觸發，再加上因SCR的半波整流會產生極大的作用，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電結與周圍環境、外殼的熱電阻的問題，因此BCR在應用方面最受人們的歡迎。另外，在交流電路中可控硅的應用，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

可控硅的觸發電壓、電流的數值大小過于偏低，觸發過小。若是可控硅比較難以觸發，這是最不理想的結果。但是如果觸發電壓、電流的數值大小太高，又會輕易導致可控硅出現誤觸發狀況，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，并聯一只數值大小在0.01至0.1u范圍內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生的影響。三，應用反向的偏置電壓安裝控制極上，通常情況下，可采取串聯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，通常有三個因素：可控硅發生短路現象以致損壞，導致損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失靈狀況等；可控硅的維持電流的數值大小大于負載電流且不截止；控制極電壓出現異常情況。如果可控硅始終顯示阻斷狀態，首先要檢測控制極的觸發電流是否處于偏低狀態，若顯示為正常，則檢測可控硅額定導通電流的數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）