闸流管和双向可控硅 - 成功应用的十条黄金规则

只看该作者 · 2015-11-21 19:24

闸流管是一种可控制的整流管，由门极向阴极送出微小信号电流即可触发单向电流自阳极流向阴极。

只看该作者 · 2015-11-21 19:25

让门极相对阴极成正极性，使产生门极电流，闸流管立即导通。当门极电压达到阀值电压 VGT，并导致门极电流达到阀值 IGT，经过很短时间 tgt（称作门极控制导通时间）负载电流从正极流向阴极。假如门极电流由很窄的脉冲构成，比方说 1μs，它的峰值应增大，以保证触发。

只看该作者 · 2015-11-21 19:25

当负载电流达到闸流管的闩锁电流值 IL 时，即使断开门极电流，负载电流将维持不变。只要有足够的电流继续流动，闸流管将继续在没有门极电流的条件下导通。这种状态称作闩锁状态。注意，VGT，IGT 和 IL 参数的值都是 25℃下的数据。在低温下这些值将增大，所以驱动电路必须提供足够的电压、电流振幅和持续时间，按可能遇到的、最低的运行温度考虑。

只看该作者 · 2015-11-21 19:26

规则 1 为了导通闸流管（或双向可控硅），必须有门极电流≧IGT ，直至负载电流达到≧IL 。这条件必须满足，并按可能遇到的最低温度考虑。

只看该作者 · 2015-11-21 19:27

灵敏的门极控制闸流管，如 BT150，容易在高温下因阳极至阴极的漏电而导通。假如结温 Tj 高于 Tjmax ,将达到一种状态，此时漏电流足以触发灵敏的闸流管门极。闸流管将丧失维持截止状态的能力，没有门极电流触发已处于导通。要避免这种自发导通，可采用下列解决办法中的一种或几种：
1.  确保温度不超过 Tjmax。
2.  采用门极灵敏度较低的闸流管，如 BT151，或在门极和阴极间串入 1kΩ或阻值更小的电阻，降低已有闸流管的灵敏度。
3.  若由于电路要求，不能选用低灵敏度的闸流管，可在截止周期采用较小的门极反向偏流。这措施能增大 IL。应用负门极电流时，特别要注意降低门极的功率耗散。

只看该作者 · 2015-11-21 19:28

要断开闸流管的电流，需把负载电流降到维持电流IH 之下，并历经必要时间，让所有的载流子撤出结。在直流电路中可用“强迫换向”，而在交流电路中则在导通半周终点实现。（负载电路使负载电流降到零，导致闸流管断开，称作强迫换向。）然后，闸流管将回复至完全截止的状态。假如负载电流不能维持在 IH 之下足够长的时间，在阳极和阴极之间电压再度上升之前，闸流管不能回复至完全截止的状态。它可能在没有外部门极电流作用的情况下，回到导通状态。
注意，IH 亦在室温下定义，和 IL 一样，温度高时其值减小。所以，为保证成功的切换，电路应充许有足够时间，让负载电流降到 IH 之下，并考虑可能遇到的最高运行温度。

只看该作者 · 2015-11-21 19:28

规则 2.要断开（切换）闸流管（或双向可控硅），负载电流必须<IH, 并维持足够长的时间，使能回复至截止状态。在可能的最高运行温度下必须满足上述条件。

只看该作者 · 2015-11-21 19:29

双向可控硅可看作为“双向闸流管”，因为它能双向导通。对标准的双向可控硅，电流能沿任一方向在主端子 MT1和 MT2间流动，用 MT1和门极端子间的微小信号电流触发。

只看该作者 · 2015-11-21 19:30

在负载电流过零时，门极用直流或单极脉冲触发，优先采用负的门极电流，理由如下。若运行在 3+象限，由于双向可控硅的内部结构，门极离主载流区域较远，导致下列后果：

只看该作者 · 2015-11-21 19:33

1.  高 IGT -> 需要高峰值 IG。
2.  由 IG 触发到负载电流开始流动，两者之间迟后时间较长 –> 要求IG维持较长时间。
3.  低得多的 dIT/dt 承受能力 —> 若控制负载具有高dI/dt 值（例如白炽灯的冷灯丝），门极可能发生强烈退化。
4.  高 IL 值（1工况亦如此）—>对于很小的负载，若在电源半周起始点导通，可能需要较长时间的IG，才能让负载电流达到较高的IL。在标准的 AC 相位控制电路中，如灯具调光器和家用电器转速控制，门极和 MT2 的极性始终不变。这
表明，工况总是在 1+和3-象限，这里双向可控硅的切换参数相同。这导致对称的双向可控硅切换，门极此时最灵敏。
说明：以 1+，1-，3- 和 3+标志四个触发象限，完全是为了简便，例如用 1+取代“MT2+，G+”等等。这是从双向可控硅的 V/I 特性图导出的代号。正的 MT2相应正电流进入 MT2，相反也是（见图 5）。实际上，工况只能存在 1 和 3 象限中。上标+和-分别表示门极输入或输出电流。

只看该作者 · 2015-11-21 19:34

规则 3.设计双向可控硅触发电路时，只要有可能，就要避开3+象限（WT2-，G+）。