双向可控硅的设计及应用分析

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1、双向可控硅的设计及应用分析摘要：摘要:分析了双向可控硅的设计及参数选取方法,同时介绍了双向可控硅的安装方法....双向可控硅应用为正常使用双向可控硅,需定量掌握其主要参数,对双向可控硅进行...关键词：应用分析摘要:分析,应用类别：专题技术来源：牛档搜索（Niudown.COM）　　本文系牛档搜索（Niudown.COM）根据用户的指令自动搜索的结果，文中内涉及到的资料均来自互联网，用于学习交流经验，作品其著作权归原作者所有。不代表牛档搜索（Niudown.COM）赞成本文的内容或立场，牛档搜索（Niudown.COM）不对其付相应的法律责任！作者：徐长军王峰青岛鼎新电子科技有限公司，苏艳岩

2、张西华海尔数字化家电国家重点实验室  时间：2008-12-22  来源:  电子产品世界  浏览评论摘要：分析了双向可控硅的设计及参数选取方法，同时介绍了双向可控硅的安装方法。关键词：可控硅；电流上升率；导热硅脂引言　　1958年，从美国通用电气公司研制成功第一个工业用可控硅开始，电能的变换和控制从旋转的变流机组、静止的离子变流器进入以电力半导体器件组成的变流器时代。可控硅分单向可控硅与双向可控硅。单向可控硅一般用于彩电的过流、过压保护电路。双向可控硅一般用于交流调节电路，如调光台灯及全自动洗衣机中的交流电源控制。　　双向可控硅是在普通可控硅的基础上发展而成的，它不仅能代替两只反极性并联的

3、可控硅，而且仅需一个触发电路，是目前比较理想的交流开关器件，一直为家电行业中主要的功率控制器件。近几年，随着半导体技术的发展，大功率双向可控硅不断涌现，并广泛应用在变流、变频领域，可控硅应用技术日益成熟。本文主要探讨广泛应用于家电行业的双向可控硅的设计及应用。双向可控硅特点　　双向可控硅可被认为是一对反并联连接的普通可控硅的集成，工作原理与普通单向可控硅相同。图1为双向可控硅的基本结构及其等效电路，它有两个主电极T1和T2，一个门极G，门极使器件在主电极的正反两个方向均可触发导通，所以双向可控硅在第1和第3象限有对称的伏安特性。双向可控硅门极加正、负触发脉冲都能使管子触发导通，因此有四种触发

4、方式。图1双向可控硅结构及等效电路双向可控硅应用　　为正常使用双向可控硅，需定量掌握其主要参数，对双向可控硅进行适当选用并采取相应措施以达到各参数的要求。　　·耐压级别的选择：通常把VDRM（断态重复峰值电压）和VRRM（反向重复峰值电压）中较小的值标作该器件的额定电压。选用时，额定电压应为正常工作峰值电压的2~3倍，作为允许的操作过电压裕量。　　·电流的确定：由于双向可控硅通常用在交流电路中，因此不用平均值而用有效值来表示它的额定电流值。由于可控硅的过载能力比一般电磁器件小，因而一般家电中选用可控硅的电流值为实际工作电流值的2~3倍。同时，可控硅承受断态重复峰值电压VDRM和反向重复峰值电

5、压VRRM时的峰值电流应小于器件规定的IDRM和IRRM。　　·通态（峰值）电压VTM的选择：它是可控硅通以规定倍数额定电流时的瞬态峰值压降。为减少可控硅的热损耗，应尽可能选择VTM小的可控硅。　　·维持电流：IH是维持可控硅维持通态所必需的最小主电流，它与结温有关，结温越高，则IH越小。　　·电压上升率的抵制：dv/dt指的是在关断状态下电压的上升斜率，这是防止误触发的一个关键参数。此值超限将可能导致可控硅出现误导通的现象。由于可控硅的制造工艺决定了A2与G之间会存在寄生电容，如图2所示。我们知道dv/dt的变化在电容的两端会出现等效电流，这个电流就会成为Ig，也就是出现了触发电流，导致误

6、触发。图2双向可控硅等效示意图　　切换电压上升率dVCOM/dt。驱动高电抗性的负载时，负载电压和电流的波形间通常发生实质性的相位移动。当负载电流过零时双向可控硅发生切换，由于相位差电压并不为零。这时双向可控硅须立即阻断该电压。产生的切换电压上升率（dVCOM/dt）若超过允许值，会迫使双向可控硅回复导通状态，因为载流子没有充分的时间自结上撤出，如图3所示。图3切换时的电流及电压变化　　高dVCOM/dt承受能力受二个条件影响：　　dICOM/dt—切换时负载电流下降率。dICOM/dt高，则dVCOM/dt承受能力下降。结面温度Tj越高，dVCOM/dt承受能力越下降。假如双向可控硅的dV

7、COM/dt的允许值有可能被超过，为避免发生假触发，可在T1和T2间装置RC缓冲电路，以此限制电压上升率。通常选用47~100Ω的能承受浪涌电流的碳膜电阻，0.01μF~0.47μF的电容，晶闸管关断过程中主电流过零反向后迅速由反向峰值恢复至零电流，此过程可在元件两端产生达正常工作峰值电压5-6倍的尖峰电压。一般建议在尽可能靠近元件本身的地方接上阻容吸收回路。　　断开状态下电压变化率dvD/dt。若截止的双向