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可控硅在低温恒温槽 加热制冷循环器等设备中的应用

可控硅,是可控硅整流元件的简称,是一种具有三个PN结的四层结构的大功率半导体器件,亦称为晶闸管。具有体积小、结构相对简单、功能强等特点,是比较常用的半导体器件之一。该器件被广泛应用于各种电子设备和电子产品中,多用来作可控整流、逆变、变频、调压、无触点开关等。

 

可控硅的结构和性能

不管可控硅的外形如何,它们的管芯都是由P型硅和N型硅组成的四层P1N1P2N2结构.它有三个PN结(J1J2J3),从J1结构的P1层引出阳极A,从N2层引出阴级K,从P2层引出控制极G,所以它是一种四层三端的半导体器件.

 

它是由四层半导体材料组成的,有三个PN结,对外有三个电极:*层P型半导体引出的电极叫阳极A,第三层P型半导体引出的电极叫控制极G,第四层N型半导体引出的电极叫阴极K。从晶闸管的电路符号可以看到,它和二极管一样是一种单方向导电的器件,关键是多了一个控制极G,这就使它具有与二极管完全不同的工作特性。

以硅单晶为基本材料的P1N1P2N2四层三端器件,起始于1957年,因为它的特性类似于真空闸流管,所以上通称为硅晶体闸流管,简称晶闸管T,又因为晶闸管zui初的在静止整流方面,所以又被称之为硅可控整流元件,简称为可控硅SCR.

在性能上,可控硅不仅具有单向导电性,而且还具有比硅整流元件(俗称"死硅")更为可贵的可控性.它只有导通和关断两种状态.

可控硅能以毫安级电流控制大功率的机电设备,如果超过此功率,因元件开关损耗显著增加,允许通过的平均电流相降低,此时,标称电流应降级使用.

可控硅的优点很多,例如:以小功率控制大功率,功率放大倍数高达几十万倍;反应极快,在微秒级内开通、关断;无触点运行,无火花、无噪音;效率高,成本低等等.

可控硅的弱点:静态及动态的过载能力较差;容易受干扰而误导通

 

可控硅的特性

常用的有阻容移相桥触发电路、单结晶体管触发电路、晶体三极管触发电路、利用小晶闸管触发大晶闸管的触发电路,等等。可控硅的主要参数

可控硅的主要参数有:

平均值

1 额定通态平均电流IT在一定条件下,阳极---阴极间可以连续通过的50赫兹正弦半波电流的平均值。

2 正向阻断峰值电压VPF 在控制极开路未加触发信号,阳极正向电压还未超过导能电压时,可以重复加在可控硅两端的正向峰值电压。可控硅承受的正向电压峰值,不能超过手册给出的这个参数值。

3 反向阻断峰值电压VPR当可控硅加反向电压,处于反向关断状态时,可以重复加在可控硅两端的反向峰值电压。使用时,不能超过手册给出的这个参数值。

4 控制极触发电流Ig1 、触发电压VGT在规定的环境温度下,阳极---阴极间加有一定电压时,可控硅从关断状态转为导通状态所需要的zui小控制极电流和电压。

5 维持电流IH在规定温度下,控制极断路,维持可控硅导通所必需的zui小阳极正向电流。许多新型可控硅元件相继问世,如适于高频应用的快速可控硅,可以用正或负的触发信号控制两个方向导通的双向可控硅,可以用正触发信号使其导通,用负触发信号使其关断的可控硅等等。

 

可控硅在低温恒温槽、加热制冷循环器等设备中的应用

可控硅在低温恒温槽、加热制冷循环器等设备中的应用主要体现在加热等控制上,主要是通过对电压、电流和功率的控制,从而实现精密控温。并且凭借其先进的数字控制算法,优化了电能使用效率对节约电能起了重要作用;

 

低温恒温槽、加热制冷循环器等设备在运行时都会使用到高精度的控制器,在低温恒温槽、加热制冷循环器控制器基本都是采用PID控制器,都会涉及到可控硅的控制应用;

加热制冷循环器

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