變頻器主電路中的可控整流電路

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1、變頻器主電路中的可控整流電路可控硅，又稱為晶閘管。可控硅的意思：可控的硅整流器，與常規(guī)整流二極管相比，其整流輸出電壓是受控的，常與移相或過零觸發(fā)電路配合，應(yīng)用于交、直流調(diào)壓電路?？煽毓枋窃诰w管基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種集成式半導(dǎo)體器件。單向可控硅的等效原理及測(cè)量電路見下圖2-13：可控硅器件等效及測(cè)量電路可控硅為具有三個(gè)PN結(jié)的四層結(jié)構(gòu)，由最外層的P層、N層引出兩個(gè)電極——陽(yáng)極A和陰極K，由中間的P層引出控制極G。電路符號(hào)好像為一只二極管，但好多一個(gè)引出電極——控制極或觸發(fā)極G。SCR或MCR為英文縮寫名稱。從控

2、制原理上可等效為一只PNP三極管與一只NPN三極管的連接電路，兩管的基極電流和集電極電流互為通路，VT2的Ic恰為VT1的Ib，反之，VT1的Ic也恰為VT2的Ib，兩管的Ic、Ib互為作用，具有強(qiáng)烈的正反反饋?zhàn)饔?。一旦從G、K回路輸入NPN管子的基極電流，由于正反饋?zhàn)饔?，兩管將迅即進(jìn)入飽合導(dǎo)通狀態(tài)。可控硅導(dǎo)通之后，它的導(dǎo)通狀態(tài)完全依靠管子本身的正反饋?zhàn)饔脕砭S持，即使控制電流（電壓）消失，可控硅仍處于導(dǎo)通狀態(tài)?？刂菩盘?hào)UGK的作用僅僅是觸發(fā)可控硅使其導(dǎo)通，導(dǎo)通之后，控制信號(hào)便失去控制作用了?？刂菩盘?hào)在這里只起

3、到一個(gè)“觸發(fā)”作用，一旦可控硅的導(dǎo)通電流形成，則形成自維持導(dǎo)通條件。單向可控硅的導(dǎo)通需要兩個(gè)條件：1、A、K之間加正向電壓；2、G、K之間輸入一個(gè)正向觸發(fā)電流信號(hào)，無論是直流或脈沖信號(hào)。若欲使可控硅關(guān)斷，也有兩個(gè)關(guān)斷條件：1、使正向?qū)娏髦敌∮谄涔ぷ骶S持電流值；2、使A、K之間電壓反向?？梢?，可控硅器件若用于直流電路，一旦為觸發(fā)信號(hào)開通，并保持一定幅度的流通電流的話，則可控硅會(huì)一直保持開通狀態(tài)。除非將電源開斷一次，才能使其關(guān)斷。若用于交流電路，則在其承受正向電壓期間，若接受一個(gè)觸發(fā)信號(hào)，則一直保持導(dǎo)通，直到

4、電壓過零點(diǎn)到來，因無流通電流而自行關(guān)斷。在承受反向電壓期間，即使送入觸發(fā)信號(hào)，可控硅也因A、K間電壓反向，而處于截止?fàn)顟B(tài)。5可控硅器件因工藝上的離散性，其觸發(fā)電壓、觸發(fā)電流值與導(dǎo)通壓降，很難有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)?？煽毓杵骷刂票举|(zhì)上如同三極管一樣，為電流控制器件。功率越大，所需觸發(fā)電流也越大。觸發(fā)電壓范圍一般為1.5V—3V左右，觸發(fā)電流為10mA—幾百mA左右。峰值觸發(fā)電壓不宜超過10V，峰值觸發(fā)電流也不宜超過2A。A、K間導(dǎo)通壓降為1∽2V。主要工作參數(shù)有正、反向耐壓值和正向平均電流、觸發(fā)電流（電壓）值、維持電流

5、值等?？煽毓杵骷臋z測(cè)：1、用萬用表粗測(cè)可控硅的好壞。用電阻x1k檔，正、反向測(cè)量A、K之間的電阻值，均接近無窮大；用電阻x10Ω檔測(cè)量G、K之間的電阻，從十幾歐姆至百歐姆，功率越大歐姆值越小。正、反向電阻值相等或差異極小，說明可控硅的G、K并不像一般三極管的發(fā)射結(jié)，有明顯的正、反向電阻的差異。這種測(cè)量方式是有局限性的，當(dāng)A、K之間已呈故障開路狀態(tài)時(shí)，則無法測(cè)出好壞。有的G、K間電阻值極小，也難以判別兩控制極是否已經(jīng)短路。2、較為準(zhǔn)確的測(cè)量方法，是如圖2-13中給可控硅連接上電源和負(fù)載，才能得出好壞的結(jié)論。方

6、法是：將可控硅接入電路，可控硅因無觸發(fā)信號(hào)輸入，小燈泡HL1無電流通路不發(fā)光；將A、G短接一下再斷開，可控硅受觸發(fā)而導(dǎo)通，并能維持導(dǎo)通（燈泡的額定電流應(yīng)大于100mA），燈泡一直發(fā)光，直到斷開電源。再接通電源時(shí)，燈泡不亮?？煽毓杵骷旧鲜呛玫?。3、可控硅有以下幾種損壞情況：a、A、K極間短路或斷路；b、G、A極間短路或斷路；c、三個(gè)電極之間的短路。還有一種損壞情況很讓人迷惑，用上述1、2種檢測(cè)方法檢測(cè)，可控硅是好的，但接到交流電路中，便失去可控整流作用。故障可控硅在未接受觸發(fā)信號(hào)前，呈開路狀態(tài)，是對(duì)的。觸發(fā)

7、電流輸入后，可控硅開通了，交流輸入的正、負(fù)半波都一齊過去了，單向可控硅成了一只“交流開關(guān)”！變頻器整流電流中，若有這種情況發(fā)生，儲(chǔ)能電容非噴液了不可?？煽毓璧倪@種損壞情況，不能用短路或擊穿來說明了，只能說這只可控硅已經(jīng)失效——失去整流作用了！如在電路連接和供電接通狀態(tài)下，欲將可控硅強(qiáng)制開通，純直流電路中，只需將A、G極短接一下，即將可控硅觸發(fā)。為限制觸發(fā)電流/電壓值，可將A、G極間串接電阻，再連接之；如系交流電壓輸入，簡(jiǎn)單的強(qiáng)制開通方式，則由下圖電路來實(shí)現(xiàn)之：可控硅器強(qiáng)制開通的簡(jiǎn)單觸發(fā)電路5電路中串入二極管D

8、的作用，是避免可控硅的控制極承受反向電壓的沖擊，D的反向耐壓值應(yīng)大于1000V，R起到限制最大觸發(fā)電流的作用，可以選用500歐5W電阻。應(yīng)該說，R、D元件提供或承受觸發(fā)電流（功率）的時(shí)間極短，僅一瞬間，因而R的功率值再稍小一些，似乎也沒有什么關(guān)系。因可控硅一旦被觸發(fā)開通后，A、G、K三個(gè)電極間近乎等電位（A、K間導(dǎo)通壓降僅2V左右），則A、G極間便不會(huì)再有較大的觸發(fā)電流通路。這就是為什么，在可控硅僅