什么是晶闸管?它其拥有哪些类型?
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以下内容中,小编将对晶闸管的相关内容进行着重介绍和阐述,希望本文能帮您增进对晶闸管的了解,和小编一起来看看吧。
一、晶闸管
晶闸管(Thyristor)是晶体闸流管的简称,又称作晶闸管整流管(SCR),以前被简称为可控硅。晶闸管能够通过信号控制其导通,但不能控制其关断,所以称为半控型器件。晶闸管这个名称往往专指晶闸管的一种基本类型一普通晶闸管。但从广义上讲,晶闸管还包括许多派生器件,如双向晶闸管(TRIAC)、快速晶闸管(FST)、逆导型晶闸管(RCT)和光控晶闸管(LTT)等。
晶闸管是电力电子器件,在工作过程中会因损耗而发热,因此必须安装散热器。对于螺栓型封装,通常螺栓是其阳极,做成螺栓状是为了能与散热器紧密连接且安装方便,通过阳极(螺栓)拧紧在铝制散热器上,为自然冷却;平板式晶闸管则由两个相互绝缘的散热器夹紧晶闸管,靠冷风冷却。
平板式两面散热效果好,额定电流大于200A的晶闸管都采用平板式结构。此外还可以通过水冷、油冷等冷却方式进行冷却。
二、晶闸管分类
晶闸管有多种分类方法。
(一)按关断、导通及控制方式分类:晶闸管按其关断、导通及控制方式可分为普通晶闸管、双向晶闸管、逆导晶闸管、门极关断晶闸管(GTO)、BTG晶闸管、温控晶闸管和光控晶闸管等多种。
(二)按引脚和极性分类:晶闸管按其引脚和极性可分为二极晶闸管、三极晶闸管和四极晶闸管。
(三)按封装形式分类:晶闸管按其封装形式可分为金属封装晶闸管、塑封晶闸管和陶瓷封装晶闸管三种类型。其中,金属封装晶闸管又分为螺栓形、平板形、圆壳形等多种;塑封晶闸管又分为带散热片型和不带散热片型两种。
(四)按电流容量分类:晶闸管按电流容量可分为大功率晶闸管、中功率晶闸管和小功率晶闸管三种。通常,大功率晶闸管多采用金属壳封装,而中、小功率晶闸管则多采用塑封或陶瓷封装。
(五)按关断速度分类:晶闸管按其关断速度可分为普通晶闸管和高频(快速)晶闸管。
(六)过零触发-一般是调功,即当正弦交流电交流电电压相位过零点触发,必须是过零点才触发,导通晶闸管。
(七)非过零触发-无论交流电电压在什么相位的时候都可触发导通晶闸管,常见的是移相触发,即通过改变正弦交流电的导通角(角相位),来改变输出百分比。
下面,我们主要看看其中两种晶闸管:
1、光控晶闸管
光控晶闸管又称光触发晶闸管,是利用一定波长的光照信号来代替电信号对器件进行触发。光控晶闸管的伏安特性和普通晶闸管一样,只是随着光照信号变强其正向转折电压逐渐变低。
通常晶闸管有3个电极,控制极G、阳极A和阴极K。由于光控晶闸管的控制信号来自光的照射,没有必要再引出控制极,所以,只有两个电极(阳极A和阴极K)。但其结构与普通晶闸管一样,是由4层PNP型器件构成的。
光控晶闸管除了触发信号不同以外,其他特性基本与普通晶闸管相同,因此,在使用时可按照普通晶闸管的使用原则,只要注意它是光控这个特点就行了。
2、可关断晶闸管
我们再来看看可关断晶闸管,可关断晶闸管是一种通过门极来控制器件导通和关断的电力半导体器件。GTO既具有普通晶闸管的优点(耐压高、电流大、耐浪涌能力强、价格便宜),同时又具有GTR的优点(自关断能力、无须辅助关断电路、使用方便),是应用于高压、大容量场合中的一种大功率开关器件。广泛应用于电力机车的逆变器、电网动态无功补偿和大功率直流斩波调速等领域。
可关断晶闸管的结构和普通单向晶闸管一样,也是由PNPN四层半导体构成,外部也有三个电极,即门极G、阳极A和阴极K。普通单向晶闸管只构成一个单元器件,而可关断晶闸管则构成一种多元的功率集成器件,它的内部包含数十个甚至数百个共阳极的小GTO单元。为了实现门极控制关断,而将这些小GTO单元的阴极和门极特别设计成在器件内部并联。
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