晶闸管基础知识

在本教程中,我们将了解晶闸管的基础知识。亚博彩票下载我们将看到晶闸管(来自Thyratron和晶体管)的简要起源,是晶闸管的一小部分应用清单。

介绍

如今,来自家用电器的许多机电或电气设备,例如不间断的电源到工业电力和电机控制设备,由电力电子电路组成,其中晶闸管起到固态开关装置的重要作用。

传统的功率控制方法涉及使用可变抽头更换变压器,分流和串联稳压器以在步骤中产生可变电压。但这些是具有成本效益和低效的。后来,发明了磁放大器以产生具有更高可靠性的功率的静电控制。

然而,由于控制器的巨大且效率较少,这些限于某些应用。

晶闸管的简史

使用湿热和气体排放阀开始使用电子方法进行电源控制。这些设备包括汞弧形转换器和蜂鸣器和紫红色。Thyratrons是用于切换大电流的气体填充的三极管。

随着半导体技术的快速发展,电子电路的小型化取代了这些湿阀和气体放电阀的结果,以在许多工业应用中使用电力二极管和功率晶体管。

制造技术的新趋势开发出晶体管,其呈现出气管蜂王长的类似特征。晶闸管名称是由两个单词作为泰语和晶体管的组合来源的。由于可靠性提高,更高的温度性能和更低的制造成本,这些晶闸管被广泛用于许多应用。

晶闸管的第一个原型由一般电气公司于1957年推出。从那时起,随着对许多工业应用的制造和适应性,引入了晶闸管家庭的具有类似特征的其他装置。

装置的基本材料是硅,因此这些被命名为硅控制整流器(SCR)。然而,一般认为,SCR是晶闸管家庭的最古老的成员。

http://www.electroneCircules.com/wp-content/uploads/2010/02/scr-tester-silicon-controlled-rectifier.jpg.

晶闸管的结构

晶闸管是四层(交替P和N型材料)三个终端装置,通常用于调节整流电路。这些终端是阳极,阴极和栅极。两个端子阳极和阴极与负载串联连接,通过控制电流通过栅极端子来处理电流。

晶闸管旨在处理大于1kV和100A的高能电平(电压和电流)。即使是高电压电源(约10W和1A)也可以切换或控制甚至高额定的SCR。亚博彩票下载因此,SCR或晶闸管可以实现巨大的控制能力。

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晶闸管和素浪潮之间的区别

幽灵静脉蜂王龙

图像来源:http://www.tuopek.com/image2/thyratron.jpg

在晶闸管或SCR的发明之前,Thyratrons普遍用于工业控制应用。本设备的流行形式是使用Thyratrons进行整流和反转的电弧转换器。Thyratron是一种由三个端子组成的气体管,即阳极,阴极和栅格。通过栅格和阴极之间的正电压,接通Thyratron。下面列出了晶闸管或SCR和Thyratron管的一些差异。

  1. SCR或晶闸管需要一个主电源和一个控制电源或信号,而蜂替历需要在阳极和阴极端子之间的大电源电压和一个单独的灯丝供应。一些Thyratrons需要额外的辅助二极管电源。
  2. 晶闸管可以通过各种频率操作,而Thyratrons仅限于1 kHz的频率范围,因为蜂踏电离和去离子时间相对较大。
  3. SCR的内部损失小得多小于Thyratrons,因为Thyratron中的阴极电弧电压降的阳极较高,其与所用气体的分子量成反比。
  4. 与具有较大次数引起的替代电极区域中存在的气体相比,接通和关闭晶闸管的时间较小。
  5. 为了避免任何不必要的闪流和弧背,闸流管的阳极和阴极端子之间必须有足够的间隔(由于阳极和阴极电压大),相对于闸流管。因此闸流管比晶闸管大(晶闸管减小了尺寸和重量)。
  6. 晶闸管比Thyratron更可靠。
  7. 泰尔图朗的寿命较短,晶闸管的寿命更大。
  8. Thyratron是一种电压控制装置,而晶闸管是电流控制的装置。

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晶闸管和晶体管之间的差异

幽灵静脉硅控制整流器

晶闸管和晶体管都是三个终端半导体开关装置,用于许多由于它们的优点而像较小的尺寸,高效率和低成本。

尽管晶体管可用于称为功率晶体管的高电压和电流额定值,但是在下面列出的这两个器件之间存在一些差异。但是,功率晶体管和晶闸管都具有它们的应用程序,其中它们被广泛使用它们。

对于给定的尺寸,当考虑制造时,晶闸管具有比晶体管更高的电流和电压额定值。

  1. 晶闸管是一个四层设备,而晶体管具有三层。
  2. 一旦栅极用一个脉冲触发,SCR或晶闸管仍然打开(也称为晶闸管的再生动作),直到它通过不同的技术关闭。但晶体管需要连续的基极电流以保持导通状态。
  3. 晶闸管仅用为开关装置(打开或关闭),在其中许多应用中,晶体管需要在活动区域​​中操作。
  4. 晶闸管被评为千瓦瓦的范围。在其他手中,电源晶体管额定在几个100瓦的范围内。
  5. 电源晶体管中的内部功率损耗高于晶闸管。

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晶闸管的类型

晶闸管的类型

晶闸管家庭设备分为不同类型,可以用于不同的应用。随着栅极终端的触发信号导致晶闸管接通,其关闭操作取决于电源电路配置。因此,在晶闸管的情况下,外部可控性仅打开。

然而,一些晶闸管(下面列表中的12到19)具有外部可控电路,用于通过栅极或基端接通和关闭晶闸管。一些类型的晶闸管包括

一相控制晶闸管

2.不对称晶闸管(ASCRS)

3.逆变器级晶闸管(快速开关速度SCR)

4.反向导电晶闸管(RCT)

5.双向二极管晶闸管(DIAC)

6.门辅助关闭晶闸管(GATT)

7.双向三极管晶闸管(TRIACS)

8.硅控制开关(SCS)

9.硅双侧开关(SBS)

10.硅单侧开关(SUS)

11.光活性硅控制整流器(LASCRS)

12.静态感应晶闸管(SITHs)

13.门关闭晶闸管(GTOS)

14.静电感应晶体管(坐姿)

15. MOS控制晶闸管(MCT)

16.场控制晶闸​​管(FCT)

17. MOS关闭晶闸管(MTOS)

18.发射器​​关掉晶闸管(ETOS)

19.集成门换向晶闸管(IGCT)

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晶闸管的应用

由于高开关速度和高功率处理能力晶闸管广泛用于交流电流控制应用,其在更高水平的电压和电流上。通过晶闸管的适当栅极信号,使用晶闸管控制平均输出功率。

同时,当晶闸管正偏时,延时门控信号可以产生输出的相位控制。这种相位可控性可以产生比非控制整流器产生的平均电压更少的平均电压。

这是晶闸管最重要的应用。以下是晶闸管的应用,其中它用于功率控制。

  • AC和DC电机的速度控制器
  • 直流和交流电路断路器
  • 照明(轻型调光器)和温度控制器
  • 压力控制和液位调节器
  • 可变电压AC到直流整流器
  • 可变频率直流到AC逆变器
  • 可变频率AC到AC转换器或Cyclo转换器
  • HVDC, HVAC传输和静态无功系统。
  • 电阻焊接和感应加热系统等

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