ABB可控硅晶闸管3BHB003230R0101/3BHB003023P201 AEND:B

描述

可控硅晶闸管(Silicon Controlled Rectifier,简称SCR),也被称为晶闸管,是一种电力电子器件,其结构由PNPN四层半导体材料组成的三端元件。

可控硅晶闸管(Silicon Controlled Rectifier,简称SCR)的工作原理:

结构:

可控硅晶闸管由四层半导体材料(P1N1P2N2)组成,其中P1和N2层分别作为阳极(A)和阴极(K),而P2层引出一个控制极(G)。

截止状态:

当可控硅晶闸管未加控制电压(即控制极G悬空或加负电压)时,它处于高阻状态,类似于一个断开的开关。此时,无论阳极A和阴极K之间加何种极性的电压,晶闸管都不会导通。

触发导通:

当阳极A相对于阴极K加正向电压,且同时给控制极G加上正向触发电压时,P2N2结和P1N1结都正偏,此时相当于两个晶体管正向导通。这样,P2N1P1和N1P1N2构成一个电流回路,使N1、P1、P2层处于高电位状态,相当于晶体管基极加有偏流而处于饱和导通状态。此时,即使撤去控制极G上的触发电压,可控硅晶闸管仍然可以维持导通状态。

维持导通:

可控硅晶闸管在导通后,它的管压降很小(约1V左右)。只要阳极A和阴极K之间有正向电压,并且电流大于维持电流(IH),可控硅晶闸管就会维持导通状态。

关断:

可控硅晶闸管一旦导通,就不能通过控制极G使其立即关断。要使已导通的可控硅晶闸管关断,必须使流过可控硅晶闸管的电流减小至维持电流IH以下或使阳极A和阴极K之间的电压极性发生改变(即加上反向电压)。

特点:

可控硅晶闸管具有无触点、无火花、无噪音、快速响应、体积小、重量轻、寿命长、效率高、功耗小、开关次数多等优点。

 

 

可控硅晶闸管的结构优势:

高效的大功率处理能力:

可控硅晶闸管是一种大功率半导体器件,它能以毫安级电流控制大功率的机电设备,功率放大倍数高达几十万倍。
这种结构使得它在高电压、大电流条件下工作成为可能,特别适用于大功率UPS供电系统、整流电路、静态旁路开关、无触点输出开关等电路。

快速响应:

可控硅晶闸管的反应速度极快,能在微秒级内开通和关断。这种快速的开关速度使得它在需要精确控制的应用中表现出色。

无触点运行:

可控硅晶闸管在导通后,门极失去作用,维持低阻导通状态,实现无触点运行。这种设计避免了传统机械开关的磨损和噪音,提高了系统的稳定性和可靠性。

结构紧凑,体积小:

可控硅晶闸管的结构紧凑,体积小,重量轻,便于安装和集成。这使得它在各种电子设备中都能轻松找到合适的位置,减少了系统的整体体积和重量。

良好的频率特性:

虽然普通单向晶闸管的频率特性和普通双极性晶体管一样,但随着电源频率的变化而变化,但在高频工作时,通过采取一些补偿措施,仍然可以减小开关损耗,保持稳定的性能。

静态及动态过载能力:

虽然可控硅晶闸管的静态及动态过载能力相对较差,但这一弱点并不影响其在大功率控制系统中的广泛应用。通过合理的电路设计和保护措施,可以有效避免过载情况的发生。

多样化的外形和类型:

可控硅晶闸管从外形上分类主要有螺栓形、平板形和平底形,方便用户根据实际需求选择。此外,还有单向可控硅和双向可控硅(也称三端双向可控硅,简称TRIAC)两种类型,满足不同电路的控制需求。

 

可控硅晶闸管(SCR)的应用领域:

电力控制设备:

可控硅晶闸管在电力控制设备中占据重要地位,如变频器、调速器、电机控制器等。这些设备利用晶闸管模块实现电力控制,如交流电的整流、逆变等,以实现对电机、加热器等设备的速度、位置和温度等参数的控制。

工业电子设备:

在工业电子设备中,如PLC(可编程逻辑控制器)、DCS(分布式控制系统)、传感器等,可控硅晶闸管模块被广泛应用于信号的采集、处理和输出,以实现自动化控制和监测。

通信设备:

在通信设备中,如交换机、路由器、基站等,可控硅晶闸管模块用于信号的调制、解调、放大等处理,以支持信号的传输和接收。

汽车电子设备:

可控硅晶闸管在汽车领域的应用也十分广泛,如发动机控制器、刹车系统控制器、车身控制系统等。晶闸管在这些系统中实现对车辆运行状态的控制和监测,有助于提高车辆的安全性和舒适性。

家用电器:

在家用电器中,如空调、冰箱、洗衣机等,可控硅晶闸管模块用于对电机的控制,以实现自动化控制和节能。通过控制电机的速度、位置等参数,使得家电设备更加智能、高效。

特定功能应用:

可控整流:

将交流电转换为大小可调的直流电,如直流电动机调压调速、电解、电镀电源等。

有源逆变:

将直流电转换为与电网同频率的交流电,如高压输电工程中的直流电到交流电的转换。

交流调压:

将不变的交流电压变换成大小可调的交流电压,如灯光控制、温度控制及交流电动机的调压调速。

无触点功率开关:

用晶闸管组成的无触点功率开关可取代接触器和继电器,适用于操作频繁的场合。

工业控制领域:

可控硅晶闸管在工业控制领域中的应用包括电机速度控制、电池充电和电源转换等。其稳定性和可靠性在高压大电流控制方面表现出色,满足工业设备的各种需求。

电磁场调制与电能质量控制:

可控硅晶闸管可以通过电压控制来调节输出电流的大小,这种电流可以用作电源或调制信号,应用于磁力计、磁测量仪等设备。同时,它还可以调节交流电源的电压和频率,有效提升电能质量。

总结来说,

可控硅晶闸管以其高效、可靠、灵活的特性,在电力、工业、通信、汽车、家电等多个领域得到了广泛应用。随着科技的不断发展,其应用领域还将进一步拓宽。

 

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