【导读】 可控硅 ，是可控硅整流元件的简称，是一种具备三个PN结的四层结构的大功率半导体器件，亦称为晶闸管，本文讲述的是可控硅的基本上班原理及在调光器中的经常使用，如有其余观念可介入探讨。

一、可控硅基本原理 可控硅是可控硅整流元件的简称，是一种具备三个PN 结的四层结构的大功率半导体器件，普通由两晶闸管反向衔接而成。它的配置不只是整流，还可以用作无触点 开关 的极速接通或切断；成功将直流电变成交换电的逆变；将一种频率的交换电变成另一种频率的交换电等等。可控硅和其它半导体器件一样，有体积小、效率高、稳固性好、上班牢靠等好处。它的发生，使半导体技术从弱电畛域进入了强电畛域，成为工业、农业、交通运输、军事科研以致商业、民用电器等方面争相驳回的元件。 目前可控硅在智能控制、机电运行、工业电气及家电等方面都有宽泛的运行。

可控硅从形状上辨别： 关键有螺旋式、平板式敌对底式三种。螺旋式运行较多。

可控硅有三个极----阳极(A)、阴极(C)和控制极(G)，管芯是P型导体和N型导体交迭组成的四层结构，共有三个PN 结，与只要一个PN结的硅整流二极管在结构上大同小异。可控硅的四层结构和控制极的引入，为其施展“以小控大”的优秀控制个性奠定了基础。可控硅运行时，只需在控制极加上很小的电流或电压，就能控制很大的阳极电流或电压。目前已能制作出电流容量达几百安培以致上千安培的可控硅元件。普通把5安培以下的可控硅叫小功率可控硅，50安培以上的可控硅叫大功率可控硅。

咱们可以把从阴极向上数的第一、二、三层看面是一只NPN型号晶体管，而二、三、四层组成另一只PNP型晶体管。其中第二、第三层为两管交迭共用。可画出图1的等效电路图。当在阳极和阴极之间加上一个正向电压E，又在控制极G和阴极C之间(相当BG2的基一射间)输入一个正的触发信号，BG2将发生基极电流Ib2，经加大，BG2将有一个加大了β2 倍的集电极电流IC2 。由于BG2集电极与BG1基极相连，IC2又是BG1 的基极电流Ib1 。BG1又把Ib1(Ib2)加大了β1的集电极电流IC1送回BG2的基极加大。如此循环加大，直到BG1、BG2齐全导通。理想上这一环节是“剑拔弩张”的，对可控硅来说，触发信号加到控制极，可控硅立刻导通。导通的期间关键选择于可控硅的性能。

可控硅一经触发导通后，由于循环反应的要素，流入BG2基极的电流已不只是初始的Ib2 ，而是经过BG1、BG2加大后的电流(β1*β2*Ib2)，这一电流远大于Ib2，足以坚持BG2的继续导通。此时触发信号即使隐没，可控硅仍坚持导通形态，只要断开电源E或降落E的输入电压，使BG1、BG2 的集电极电流小于维持导通的最小值时，可控硅方可关断。当然，假设E极性反接，BG1、BG2遭到反向电压作用将处于截止形态。这时，即使输入触发信号，可控硅也不能上班。反上来，E接成正向，而震动发信号是负的，可控硅也不能导通。另外，假设不加触发信号，而正朝阳极电压大到超越必定值时，可控硅也会导通，但已属于非反常上班状况了。

可控硅这种经过触发信号(小触发电流)来控制导通(可控硅中经过大电流)的可控个性，正是它区别于普通硅整流二极管的关键特色。

由于可控硅只要导通和关断两种上班形态，所以它具备开关个性，这种个性须要必定的条件能力转化。 可控硅关键参数有 ：

1、 额外通态平均电流

在必定条件下，阳极---阴极间可以延续经过的50赫兹正弦半波电流的平均值。

2、 正向阻断峰值电压

在控制极开路未加触发信号，阳极正向电压还未超越导能电压时，可以重复加在可控硅两端的正向峰值电压。可控硅接受的正向电压峰值，不能超越手册给出的这个参数值。

3、 反向阴断峰值电压

当可控硅加反向电压，处于反向关断形态时，可以重复加在可控硅两端的反向峰值电压。经常使用时，不能超越手册给出的这个参数值。

4、 控制极触发电流

在规则的环境温度下，阳极---阴极间加必定电压，使可控硅从关断形态转为导通形态所须要的最小控制极电流和电压。

5、 维持电流

在规则温度下，控制极断路，维持可控硅导通所必需的最小阳极正向电流。

[page] 二、运行举例

可控硅在实践运行中电路花招最多的是其栅极触发回路，概括起来有直流触发电路，交换触发电路，相位触发电路等等。

1、直流触发电路：

如图2是一个电视机罕用的过压包全电路，当E+电压过高时A点电压也变高，当它高于稳压管DZ的稳压值时DZ道通，可控硅D受触发而道通将E+短路，使保险丝RJ熔断，从而起到过压包全的作用。

2、相位触发电路：

相位触发电路实践上是交换触发电路的一种，如图3，这个电路的方法是应用RC回路控制触发信号的相位。当R值较少时，RC期间常数较少，触发信号的相移A1较少，因此负载取得较大的电功率；当R值较大时，RC期间常数较大，触发信号的相移A2较大，因此负载取得较少的电功率。这个典型的电功率无级调整电路在日常生存中有很多电气产品中都运行它。

[page] 可控硅在调光器中的运行 ：

可控硅调光器是目前舞台照明、环境照明畛域的干流设施。

在照明系统中经常使用的各种调光器实质上就是一个交换调压器，老式的变压器和变阻器调光是驳回调理电压或电流的幅度来成功的，如下图所示。u1是未经调压的220V交换电的波形，经调压后的电压波形为u2，由于其幅度小于u1，使灯光变暗。在这种调光形式中，只管扭转了正弦交换电的幅值，但并未扭转其正弦波形的实质。

与变压器、电阻器相比，可控硅调光器有着齐全不同的调光机理，它是驳回相位控制方法来成功调压或调光的。关于普通反向阻断型可控硅，其闸流个性体现为当可控硅加上正朝阳极电压的同时又加上适当的正向控制电压时，可控硅就导通；这一导通即使在撤去门极控制电压后仍将维持，不时到加上反朝阳极电压或阳极电流小于可控硅自身的维持电流后才关断。普通的可控硅调光器就是应用可控硅的这一个性成功前沿触发相控调压的。在正弦波交换电过零后的某一时辰t1(或某一相位角wt1)，在可控硅控制极上加一触发脉冲，使可控硅导通，依据前面引见过的可控硅开关个性，这一导通将维持到正弦波正半周完结。因此在正弦波的正半周(即0~p区间)中，0~wt1范围可控硅不导通，这一范围称为控制角，罕用a示意；而在wt1~p间可控硅导通，这一范围称为导通角，罕用j示意。

同理在正弦波交换电的负半周，对处于反向联接的另一个可控硅(对两个单向可控硅反并联或双向可控硅而言)在t2时辰(即相位角wt2)施加触发脉冲，使其导通。如此循环往返，对正弦波每半个周期控制其导通，取得相反的导通角。如扭转触发脉冲的施加期间(或相位)，即扭转了导通角j(或控制角a)的大小。导通角越大调光器输入的电压越高，灯就越亮。从上述可控硅调光原理可知，调光器输入的电压波形曾经不再是正弦波了，除非调光器处在全导通形态，即导通角为180°(或p)。正是由于正弦波被切割、波形遭受破坏，会给电网带来搅扰等疑问…… 三、驳回可控硅技术 驳回可控硅技术对照明系统启动控制具备：电压调理速度快，精度高，可分时段实时调整，有稳压作用，驳回电子元件，相对来说体积小、重量轻、老本低。但该调压形式存在分歧命毛病，由于斩波，使电压不可成功正弦波输入，还会发生少量谐波，构成对电网系统谐波污染，危害极大，不能用在有电容补救电路中。(现代照明设计要求规则，照明系统中功率因数必定到达0.9以上，而气体放电灯的功率因数在普通在0.5以下，所以都设计用电容补救功率因数)在国外兴旺国度，已有明文规则对电气设施谐波含量的限度，在国际，北京、上海、广州等大市区，已对谐波含量超标的设施限度并入电网经常使用。

驳回可控硅技术对照明系统启动照度控制时,可经过加装滤波设施来有效降落谐波污染。

近年来，许多新型可控硅元件相继问世，如适于高频运行的极速可控硅，可以用正或负的触发信号控制两个方导游通的双向可控硅，可以用正触发信号使其导通，用负触发信号使其关断的可控硅等等。

好的调光设施应采取必要措施，致力降落经常使用可控硅技术后发生的搅扰。 如有其余观念点击可介入探讨

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