传统可控硅采用电信号触发,门极驱动电流(IGT)从5mA到200mA不等,如ST的BTA41需要50mA触发电流。这类器件需配套隔离驱动电路(如脉冲变压器或光耦)。而光触发可控硅(LASCR)如MOC3083,通过内置LED将光信号转换为触发电流,绝缘耐压可达7500V以上,特别适合高压隔离场合,如智能电表的固态继电器。混合触发方案如三菱的光控模块(LPCT系列)结合了光纤传输和电触发优势,在核电站控制系统等强电磁干扰环境中表现优异。值得注意的是,光触发器件虽然可靠性高,但响应速度通常比电触发慢1-2个数量级,且成本明显提升。 可控硅模块的dv/dt耐量影响其抗干扰性能。赛米控可控硅
可控硅的四层PNPN结构是其独特工作原理的物理基础。从结构上可等效为一个PNP三极管和一个NPN三极管的组合:上层P区与中间N区、P区构成PNP管,中间N区、P区与下层N区构成NPN管。当控制极加正向电压时,NPN管首先导通,其集电极电流作为PNP管的基极电流,使PNP管随之导通;PNP管的集电极电流又反哺NPN管的基极,形成强烈正反馈,两管迅速饱和,可控硅整体导通。这种结构决定了可控硅必须同时满足阳极正向电压和控制极触发信号才能导通,且导通后通过内部电流反馈维持状态,直至外部条件改变才关断。 赛米控可控硅Infineon英飞凌可控硅采用优化的dv/dt特性,有效抑制开关过程中的电压尖峰。
在实际应用中,正确选型单向可控硅至关重要。首先要关注额定电压,其值必须大于电路中可能出现的极大正向和反向电压,以确保在电路异常情况下,单向可控硅不会被击穿损坏。例如在 220V 的交流市电经整流后的电路中,考虑到电压波动和浪涌等因素,应选择额定电压在 600V 以上的单向可控硅。额定电流也是关键参数,要根据负载电流大小来选择,确保单向可控硅能安全承载负载电流,一般需留有一定余量。触发电压和电流参数要与触发电路相匹配,若触发电路提供的信号无法满足单向可控硅的触发要求,可控硅将无法正常导通。此外,还需考虑其导通压降、维持电流等参数。导通压降会影响电路的功耗,维持电流决定了可控硅导通后保持导通状态所需的小电流。只有综合考量这些参数,才能选出适合具体电路应用的单向可控硅。
按冷却方式分类:自然冷却与强制冷却可控硅10A以下的小功率器件通常依赖自然对流散热,如Diodes公司的BTA204X-600C(4A/600V)的TO-252封装。功率(10-100A)模块如FujiElectric的6RI200E-060需加装散热片,热阻(Rth(j-a))约1.5℃/W。而大功率模块如Infineon的FZ1500R33HE3(1500A/3300V)必须采用强制水冷,冷却液流量需≥8L/min才能控制结温。特别地,新型相变冷却模块如三菱的LV100系列使用沸点45℃的氟化液,散热能力比水冷提升3倍,但系统复杂度大幅增加。散热设计需遵循"结温≤125℃"的红线,否则每升高10℃寿命减半。 赛米控SKM系列大功率可控硅模块额定电流可达1000A以上,适用于工业级高功率应用场景。
在工业领域,英飞凌大功率可控硅被广泛应用于各种大型设备。在钢铁冶炼行业,大功率可控硅用于控制电弧炉的电流,精确调节炉内温度。英飞凌的大功率可控硅能够承受极高的电流和电压,确保电弧炉在长时间、高负荷的工作状态下稳定运行。在电解铝生产中,可控硅整流装置为电解槽提供稳定的直流电源,英飞凌产品的高可靠性和低导通损耗,不仅保证了电解过程的高效进行,还降低了能源消耗。在工业电机驱动方面,英飞凌大功率可控硅用于变频器,能够根据电机的实际负载需求,灵活调节输出频率和电压,实现电机的高效节能运行,提高了工业生产的自动化水平和能源利用效率。 Infineon英飞凌智能可控硅模块集成温度保护和故障诊断功能。赛米控可控硅
可控硅模块作为大功率半导体器件,采用模块封装,内部是有三个 PN 结的四层结构。赛米控可控硅
双向可控硅与单向可控硅的差异单向可控硅和双向可控硅虽都属于可控硅家族,但在诸多方面存在明显差异。双向可控硅与单向可控硅的主要差异在于导电方向和应用场景。单向可控硅只能能单向导通,适用于直流电路;双向可控硅可双向导通,专为交流电路设计。结构上,单向可控硅为四层结构,双向可控硅为五层结构。触发方式上,单向可控硅需正向触发,双向可控硅正负触发均可。关断方式上,两者均需电流过零或反向电压,但双向可控硅在交流半周自然关断更便捷,无需额外关断电路。 赛米控可控硅