电子电路图集(精华本)
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1.3.12 单向晶闸管和双向晶闸管的选用

(1)晶闸管管脚的标志

单向和双向晶闸管管脚的标志如图1-6所示。

图1-6 晶闸管管脚的标志

(括号内为双向晶闸管管脚标志)

(2)晶闸管的触发状态

单向和双向晶闸管的触发状态如图1-7(a)和图1-7(b)所示。

图1-7 晶闸管的触发状态

图1-7中门极G的电位极性是相对阴极K(单向晶闸管)和第二电极T2(双向晶闸管)而言的。

对于双向晶闸管4种触发方式的灵敏度是不同的,Ⅰ+和Ⅲ-的灵敏度高,Ⅰ-和Ⅲ+的灵敏度低,尤其Ⅲ+的灵敏度更低。目前国产元件中多不宜采用Ⅲ+触发方式。

(3)晶闸管的选择

根据元件在电路中的已知工作电压、工作电流大小,选用元件额定值的方法见表1-27。表中:IF为二极管最大整流电流(平均值);UR为二极管最高反向工作电压(峰值);IT为晶闸管通态平均电流;IT1为双向晶闸管通态电流(有效值);URRMUDRM为断态重复峰值电压。

表1-27 硅及晶闸管的选择

①在电容性负载时,电流额定值应取上限,在电感性负载时,电压额定值应取上限。
②如已知元件中的电流平均值,必须换算成电流有效值,再代入本式计算额定值。
③当元件上的正向电压峰值与反向电压峰值不相等时,应取其中较大的一个。

晶闸管额定电流的选择原则如下。

①如果负载电阻固定(如电炉、电灯、电阻丝等),元件电流等级按最大导通角(最小控制角)来选择。

②如果负载电阻不固定(即非线性),不论是供给负载电流不变的情况(如电镀、电解等),还是呈现负阻特性的负载(电流大,电压反而低,如多晶炉、电瓶充电等),都不能以最小控制角为准,而应以最小导通角(一般以30°为限)为计算依据。因为在导通角小的时候仍要供给同样的负载电流,势必造成元件过载而烧坏。

③需注意,双向晶闸管的额定电流是指电流有效值(而单向晶闸管的额定电流是指电流平均值),如用于异步电动机,则可按下式选择:

IT≥(5~7)Ied

式中 Ied——电动机额定电流,A。

(4)使用晶闸管的注意事项

①测试晶闸管或检查晶闸管电路故障时,要十分小心,不可在控制极和阴极(或双向晶闸管的T2极)之间加以过高的电压,一般瞬时电压不应超过10V,否则控制极会被击穿。

②注意使用时的环境温度,晶闸管结温不可超过通常允许值115℃。安装和使用时应注意散热和通风,务必使晶闸管的外壳温度不超过80~90℃。

③晶闸管对过电压和过电流的耐受能力很小,即使是短时间的超过规定值的过电流或过电压,也会造成元件的损坏,尤其是过电压,所以必须采取过电压和过电流保护。

④晶闸管及其电路的抗干扰和抗静电能力差,容易引起误动作,因此必须采取防干扰、防静电措施。

⑤由于晶闸管管芯与管壳的热阻Rjc约在0.05℃/W左右,再考虑到管壳与散热片之间的热阻,要使晶闸管的结温不超过115℃,就必须加装相应面积的散热片,并应在接触面涂上导热硅脂。

⑥晶闸管应拧紧在散热器上,但也不能过紧。虽然拧得越紧,散热效果越好些,但拧得过紧,会引起硅片损坏。拧紧力矩推荐值见表1-28。

表1-28 拧紧力矩推荐值

平板元件夹紧散热器时,必须确保两边加力均匀,否则很容易把硅片挤碎。按规定硅片每平方厘米可加力785N。200A平板元件硅片面积约为5cm2,故可加力3925N左右。通常只要两边加力均匀,用12in(1in=25.4mm)扳子用力拧是不会拧坏的。

(5)常用晶闸管的主要参数

KP系列单向晶闸管的主要参数见表1-29。KS系列双向晶闸管的主要参数见表1-30。

表1-29 KP系列单向晶闸管的主要参数

注:1.通态平均电压UT的上限值由各生产厂自订。 2.维持电流IH值由实测得到。

表1-30 KS系列双向晶闸管的主要参数

注:1.通态电压UT的上限值由各生产厂自订。 2.维持电流IH值由实测得到。