晶閘管電路設計：可控硅電路

晶閘管或 SCR 電路用于許多功率控制用途，從照明控制到交流電源電機以及其他開關應用。

晶閘管或可控硅整流器SCR是一種特別有用的組件，它在功率控制等領域有許多用途，這些組件可用于切換高電壓和電流。晶閘管已經(jīng)接管了曾經(jīng)由繼電器處理的大多數(shù)功率開關應用，盡管仍然使用非常高的電壓接觸器。

晶閘管或可控硅整流器，SCR設計可以直截了當?shù)姆绞竭M行。這些器件雖然有點不尋常，但遵循管理其他組件的相同基本電路設計規(guī)則。

主要問題是確保所有組件的額定值都足夠，因為晶閘管電路通常用于高功率應用。

晶閘管，可控硅電路基礎知識

晶閘管或可控硅整流器的工作方式與標準雙極晶體管或FET的工作方式不同。

晶閘管有兩個電極連接到要控制的主電路。這兩個電極稱為陽極和陰極。

稱為柵極的第三個電極用于控制電路內(nèi)的晶閘管。

晶閘管或可控硅電路符號

晶閘管技術注意事項：

晶閘管或SCR基于PNPN結構的獨特結構，并具有三個電極：陽極，陰極和柵極。當柵極接收到觸發(fā)電流時，它會觸發(fā)晶閘管，使電流流動，直到陽極和陰極之間的電壓被移除。這使得晶閘管能夠切換高電壓和電流，盡管它只是周期的一半以上。兩個可用于覆蓋周期的兩半。

要了解SCR在電路中的工作方式，最好查看其等效電路。由此可見，SCR可以認為由兩個相互連接的晶體管組成。

在初始條件下，陽極和陰極之間沒有傳導。但是，如果電流施加到柵極，使TR2導通，則SCR將導通，但僅在一個方向上。即使移除柵極電流，這種傳導也將保持。這樣，柵極電流可以被視為觸發(fā)脈沖。

為了停止傳導，陽極和陰極之間的電壓需要降低到壓差水平以下。當一個或兩個晶體管達到其截止模式時，就會發(fā)生這種情況。此時，整個設備的導通將停止，并且需要重新觸發(fā)柵極。

晶閘管的等效電路

如可以收集的，晶閘管、SCR只在一個方向上導電。當與交流信號一起使用時，需要為每個導通半周期重新觸發(fā)。

一旦晶閘管SCR處于完全導通狀態(tài)，對于所有陽極電流值，器件兩端的壓降通常約為1 V，直至其額定值。

然后，SCR繼續(xù)導通，而陽極電流保持在器件的保持電流（通常表示為IH）之上。低于此值，SCR 停止傳導。因此，在直流和一些高電感交流電路中，必須有一種在SCR繼續(xù)導通時關閉設備的方法。

晶閘管柵極電路設計

為了防止柵極過載和誤觸發(fā)，柵極電路中經(jīng)常放置一些電阻。

晶閘管電路顯示額外的柵極電阻

在設計SCR電路時，通常包括兩個柵極電阻。

圖中包括R1，以將柵極電流限制在可接受的水平。選擇該電阻器是為了提供足夠的電流來觸發(fā)SCR，同時不會提供太多的電流，以致柵極結處于應力之下。

第二個電阻R2是柵極陰極電阻，有時表示為RGK包括，以防止雜散觸發(fā)。它有效地降低了柵極的靈敏度。

有時，該電阻器可能包含在SCR封裝本身中，可能不需要外部電阻器。有必要檢查制造商數(shù)據(jù)表以確定需要什么。