可控硅(Silicon Controlled Rectifier,简称SCR),是可控硅整流元件的简称,是一种具有三个PN结的四层结构的大功率半导体器件,亦称为晶闸管。具有体积小、结构相对简单、功能强等特点,是比较常用的半导体器件之一。
“一触即发”。但是,如果阳极或控制极外加的是反向电压,晶闸管就不能导通。控制极的作用是通过外加正向触发脉冲使晶闸管导通,却不能使它关断。那么,用什么方法才能使导通的晶闸管关断呢?使导通的晶闸管关断,可以断开阳极电源或使阳极电流小于维持导通的最小值(称为维持电流)。如果晶闸管阳极和阴极之间外加的是交流电压或脉动直流电压,那么,在电压过零时,晶闸管会自行关断。 晶闸管在过压或过流时易损坏,需加保护电路。全控型晶闸管排行榜
高压直流输电(HVDC)是晶闸管的重要应用领域之一。与交流输电相比,HVDC在长距离输电、海底电缆输电和异步电网互联中具有明显的优势,而晶闸管是HVDC换流站的重要器件。在HVDC系统中,晶闸管主要用于构成换流器,包括整流器和逆变器。整流器将三相交流电转换为直流电,逆变器则将直流电还原为交流电。传统的HVDC换流器多采用12脉动桥结构,每个桥由6个晶闸管串联组成,通过精确控制晶闸管的触发角,可实现对直流电压和功率的调节。晶闸管在HVDC中的关键优势包括:高耐压能力(单个晶闸管可承受数千伏电压)、大电流容量(可达数千安培)、可靠性高(使用寿命长)和成本效益好。例如,中国的特高压直流输电工程(如±800kV云广直流工程)采用了大量光控晶闸管(LTT),单阀组额定电压达800kV,额定电流达4000A,传输容量超过5000MW。然而,晶闸管在HVDC中的应用也面临挑战。由于晶闸管属于半控型器件,关断依赖电流过零,因此在故障情况下的快速灭弧能力较弱。为解决这一问题,现代HVDC系统引入了混合式换流器技术,将晶闸管与全控型器件(如IGBT)结合,提高系统的故障穿越能力和动态响应性能。 甘肃晶闸管快速晶闸管模块具备极短的开关时间,适用于高频感应加热装置。
可控硅是P1N1P2N2四层三端结构元件,共有三个PN结,分析原理时,可以把它看作由一个PNP管和一个NPN管所组成。双向可控硅:双向可控硅是一种硅可控整流器件,也称作双向晶闸管。这种器件在电路中能够实现交流电的无触点控制,以小电流控制大电流,具有无火花、动作快、寿命长、可靠性高以及简化电路结构等优点。从外表上看,双向可控硅和普通可控硅很相似,也有三个电极。但是,它除了其中一个电极G仍叫做控制极外,另外两个电极通常却不再叫做阳极和阴极,而统称为主电极Tl和T2。它的符号也和普通可控硅不同,是把两个可控硅反接在一起画成的。它的型号,在我国一般用“3CTS”或“KS”表示;国外的资料也有用“TRIAC”来表示的。双向可控硅的规格、型号、外形以及电极引脚排列依生产厂家不同而有所不同,但其电极引脚多数是按T1、T2、G的顾序从左至右排列(观察时,电极引脚向下,面对标有字符的一面)。
单向晶闸管的伏安特性研究单向晶闸管的伏安特性曲线直观地反映了其工作状态。当门极开路时,如果阳极加正向电压,在一定范围内,晶闸管处于正向阻断状态,只有很小的漏电流。当正向电压超过正向转折电压时,晶闸管会突然导通,进入低阻状态。而当门极施加正向触发脉冲时,晶闸管在较低的正向电压下就能导通,触发电流越大,导通时间越短。在反向电压作用下,晶闸管处于反向阻断状态,只有极小的反向漏电流,当反向电压超过反向击穿电压时,器件会因击穿而损坏。深入理解伏安特性对于合理选择晶闸管的参数以及设计触发电路至关重要。例如,在设计过压保护电路时,需要确保晶闸管的正向转折电压高于正常工作电压,以避免误触发。 晶闸管模块的耐压等级决定了其在高压环境中的适用性。
在实际应用中,当单个单向晶闸管的电压或电流容量无法满足要求时,需要将多个晶闸管进行并联或串联使用。晶闸管的并联应用可以提高电路的电流容量。但在并联时,需要解决各晶闸管之间的电流均衡问题。由于各晶闸管的伏安特性存在差异,在并联运行时,可能会出现电流分配不均的现象,导致某些晶闸管过载而损坏。为了解决这个问题,可以在每个晶闸管上串联一个小阻值的均流电阻,或者采用均流电抗器。同时,在选择晶闸管时,应尽量选择伏安特性相近的器件。晶闸管的串联应用可以提高电路的耐压能力。但在串联时,需要解决各晶闸管之间的电压均衡问题。由于各晶闸管的反向漏电流存在差异,在反向电压作用下,可能会出现电压分配不均的现象,导致某些晶闸管承受过高的电压而损坏。为了解决这个问题,可以在每个晶闸管上并联一个均压电阻,或者采用 RC 均压网络。在实际应用中,晶闸管的并联和串联往往同时使用,以满足高电压、大电流的应用需求。 光控晶闸管(LASCR)通过光信号触发,适用于高压隔离场景。河北西门康赛米控晶闸管
晶闸管在光伏逆变器中用于DC-AC转换。全控型晶闸管排行榜
晶闸管触发电路的设计与优化晶闸管的触发电路是确保其可靠工作的关键环节。设计触发电路时,需考虑触发脉冲的幅度、宽度、前沿陡度以及与主电路的同步问题。同步问题是触发电路设计的重要挑战之一。在交流电路中,触发脉冲必须与电源电压保持严格的相位关系,以实现对导通角的精确控制。常用的同步方法包括变压器同步、过零检测同步和数字锁相环(PLL)同步。例如,在交流调压电路中,通过检测电源电压过零点作为基准,再延迟一定角度(触发角α)输出触发脉冲,即可实现对负载功率的调节。触发脉冲参数的选择直接影响晶闸管的性能。触发脉冲幅度一般为门极触发电流的3-5倍,以确保可靠触发;脉冲宽度需大于晶闸管的开通时间(通常为5-20μs);前沿陡度应足够大(通常要求di/dt>1A/μs),以提高晶闸管的动态响应速度。隔离技术在触发电路中至关重要。为避免主电路高压对控制电路的干扰,通常采用脉冲变压器、光耦或光纤进行电气隔离。例如,光耦隔离触发电路利用发光二极管将电信号转换为光信号,再通过光敏三极管还原为电信号,实现信号传输的同时切断电气连接。 全控型晶闸管排行榜