普通可控矽(VS)實質上屬於(yu) 直流控製器件。要控製交流負載,必須將兩(liang) 隻可控矽反極性並聯,讓每隻SCR控製一個(ge) 半波,為(wei) 此需兩(liang) 套獨立的觸發電路,使用不夠方便。
雙向可控矽是在普通可控矽的基礎上發展而成的,它不僅(jin) 能代替兩(liang) 隻反極性並聯的可控矽,而且僅(jin) 需一個(ge) 觸發電路,是目前比較理想的交流開關(guan) 器件。其英文名稱TRIAC即三端雙向交流開關(guan) 之意。
構造原理
盡管從(cong) 形式上可將雙向可控矽看成兩(liang) 隻普通可控矽的組合,但實際上它是由7隻晶體(ti) 管和多隻電阻構成的功率集成器件。小功率雙向可控矽一般采用塑料封裝,有的還帶散熱板,外形如圖l所示。典型產(chan) 品有BCMlAM(1A/600V)、 BCM3AM(3A/600V)、2N6075(4A/600V),MAC218-10(8A/800V)等。大功率雙向可控矽大多采用RD91型封裝。雙向可控矽的主要參數見附表。
雙向可控矽的結構與(yu) 符號見圖2。它屬於(yu) NPNPN五層器件,三個(ge) 電極分別是T1、T2、G。因該器件可以雙向導通,故除門極G以外的兩(liang) 個(ge) 電極統稱為(wei) 主端子,用T1、T2。表示,不再劃分成陽極或陰極。其特點是,當G極和T2極相對於(yu) T1,的電壓均為(wei) 正時,T2是陽極,T1是陰極。反之,當G極和T2 極相對於(yu) T1的電壓均為(wei) 負時,T1變成陽極,T2為(wei) 陰極。雙向可控矽的伏安特性見圖3,由於(yu) 正、反向特性曲線具有對稱性,所以它可在任何一個(ge) 方向導通。檢測方法
下麵介紹利用萬(wan) 用表RXl檔判定雙向可控矽電極的方法,同時還檢查觸發能力。
1.判定T2極
由圖2可見,G極與(yu) T1極靠近,距T2極較遠。因此,G—T1之間的正、反向電阻都很小。在肦Xl檔測任意兩(liang) 腳之間的電阻時,隻有在G-T1之間呈現低阻,正、反向電阻僅(jin) 幾十歐,而T2-G、T2-T1之間的正、反向電阻均為(wei) 無窮大。這表明,如果測出某腳和其他兩(liang) 腳都不通,就肯定是T2極。,另外,采用TO—220封裝的雙向可控矽,T2極通常與(yu) 小散熱板連通,據此亦可確定T2極。
2.區分G極和T1極
(1)找出T2極之後,首先假定剩下兩(liang) 腳中某一腳為(wei) Tl極,另一腳為(wei) G極。
(2)把黑表筆接T1極,紅表筆接T2極,電阻為(wei) 無窮大。接著用紅表筆尖把T2與(yu) G短路,給G極加上負觸發信號,電阻值應為(wei) 十歐左右(參見圖4 (a)),證明管子已經導通,導通方向為(wei) T1一T2。再將紅表筆尖與(yu) G極脫開(但仍接T2),若電阻值保持不變,證明管子在觸發之後能維持導通狀態(見圖 4(b))。
(3)把紅表筆接T1極,黑表筆接T2極,然後使T2與(yu) G短路,給G極加上正觸發信號,電阻值仍為(wei) 十歐左右,與(yu) G極脫開後若阻值不變,則說明管子經觸發後,在T2一T1方向上也能維持導通狀態,因此具有雙向觸發性質。由此證明上述假定正確。否則是假定與(yu) 實際不符,需再作出假定,重複以上測量。顯見,在識別G、T1,的過程中,也就檢查了雙向可控矽的觸發能力。如果按哪種假定去測量,都不能使雙向可控矽觸發導通,證明管於(yu) 巳損壞。對於(yu) lA的管子,亦可用RXl0檔檢測,對於(yu) 3A及3A以上的管子,應選RXl檔,否則難以維持導通狀態。
典型應用
雙向可控矽可廣泛用於(yu) 工業(ye) 、交通、家用電器等領域,實現交流調壓、電機調速、交流開關(guan) 、路燈自動開啟與(yu) 關(guan) 閉、溫度控製、台燈調光、舞台調光等多種功能,它還被用於(yu) 固態繼電器(SSR)和固態接觸器電路中。圖5是由雙向可控矽構成的接近開關(guan) 電路。R為(wei) 門極限流電阻,JAG為(wei) 幹式舌簧管。平時JAG斷開,雙向可控矽TRIAC也關(guan) 斷。僅(jin) 當小磁鐵移近時JAG吸合,使雙向可控矽導通,將負載電源接通。由於(yu) 通過幹簧管的電流很小,時間僅(jin) 幾微秒,所以開關(guan) 的壽命很長.
圖6是過零觸發型交流固態繼電器(AC-SSR)的內(nei) 部電路。主要包括輸入電路、光電耦合器、過零觸發電路、開關(guan) 電路(包括雙向可控矽)、保護電路 (RC吸收網絡)。當加上輸入信號VI(一般為(wei) 高電平)、並且交流負載電源電壓通過零點時,雙向可控矽被觸發,將負載電源接通。固態繼電器具有驅動功率小、無觸點、噪音低、抗幹擾能力強,吸合、釋放時間短、壽命長,能與(yu) TTL\CMOS電路兼容,可取代傳(chuan) 統的電磁繼電器。