可控硅的用途、结构及工作原理

可控硅的用途，结构及工作原理

　　可控硅又称为晶闸管，晶闸管是硅晶体闸流管的简称。可控硅是大功率变流器件，利用其整流可控特性可方便地对大功率电源进行控制和变换。它具有体积小、重量轻、耐压高、容量大，使用维护简单、控制灵敏等优点，所以在生产上得到了广泛应用。

　　一、可控硅的用途

　　1、可控整流

　　把交流电变换为大小可调的直流电称为可控整流。例如，直流电动机调压、调速，电解、电镀电源均可采用可控整流供电。

　　2、有源逆变

　　有源逆变是指把直流电变换成与电网同频率的交流电，并将电能返送给交流电源。例如，高压输电工程将三相交流电先变换成高压直流电，再进行远距离输送，到达目的地后，再利用有源逆变技术把直流电变换成与当地电网同频率的交流电供给用户。

　　3、交流调压

　　交流调压是指把不变的交流电压变换成大小可调的交流电压。例如，用于灯光控制、温度控制及交流电动机的调压、调速。

　　4、变频器

　　把某一频率的交流电变换成另一频率交流电的设备称为变频器。例如，可控硅中频电源、不间断电源(UPS)、异步电动机变频调速中均含有变频器。

　　5、无触点功率开关

　　用可控硅可组成无触点功率开关，取代接触器、继电器，用于操作频繁的场合。例如，可用于控制电动机正反转和防爆、防火的场合。

　　二、可控硅的结构

　　可控硅是用硅材料制成的半导体器件，它有3种结构形式：螺栓式、平板式和塑料封装式。

　　1、 可控硅有阳极A、阴极K和门极G三个电极。螺栓式可控硅的阳极紧拴在铝制散热器上，平板式可控硅则用两个彼此绝缘、形状相同的散热器把阳极与阴极紧紧夹住。

　　2、 可控硅的管芯由四层(P1、N1、P2、N2)、三端(A、K、G)半导体器件构成，具有3个PN结，即J1、J2、J3，由此可见，可控硅是一个四层三端三结大功率半导体器件。

　　三、可控硅的工作原理

　　为了搞清可控硅的导通和关断条件，可用上图所示的电路做实验说明。可控硅与灯泡串联经开关S1接到电源Ea上，门极与阴极经开关S2接到电源Eg上。开关S1、S2皆为双掷开关，可有正、零、反3种位置。

　　1、 电源Ea的正极接阳极A、负极接阴极K，称可控硅承受正向阳极电压。

　　2、 电源Ea的负极接阳极A、正极接阴极K，称可控硅承受反向阳极电压。

　　3、 电源Eg的正极接门极G、负极接阴极K，称可控硅承受正向门极电压。

　　4、 电源Eg的负极接门极G、正极接阴极K，称可控硅承受反向门极电压。