雙向可控硅(TRIAC)是一種具有雙向整流特性的半導(dǎo)體器件。
一、雙向可控硅的基本結(jié)構(gòu)
- 雙向可控硅由五個(gè)層(NPNPN)的半導(dǎo)體材料形成,構(gòu)成四個(gè)PN結(jié),具有三個(gè)電極:T1(第一陽(yáng)極或第二端子)、T2(第二陽(yáng)極或第一端子)和G(控制極或閘極)。
- 相比于單向可控硅,雙向可控硅不再有陽(yáng)極和陰極的區(qū)分,而是用T1和T2來(lái)表示其兩個(gè)主電極。
二、雙向可控硅的工作原理圖解
雙向可控硅的調(diào)光電路工作原理說(shuō)明一接通電源,220V經(jīng)過(guò)燈泡VR4 R19對(duì)C23充電,由于電容二端電壓是不能突變的,充電需要一定時(shí)間
工作原理說(shuō)明
一接通電源,220V經(jīng)過(guò)燈泡VR4 R19對(duì)C23充電,由于電容二端電壓是不能突變的,充電需要一定時(shí)間的,充電時(shí)間由VR4和R19大小決定,越小充電越快,越大充電越慢。當(dāng)C23上電壓充到約為33V左右的時(shí)候DB1導(dǎo)通,可控硅也導(dǎo)通,可控硅導(dǎo)通后燈泡中有電流流過(guò),燈泡就亮了。隨著DB1導(dǎo)通C23上電壓被完全放掉,DB1又截止可控硅也隨之截止燈泡熄滅。C23上又進(jìn)行剛開(kāi)始一樣的循環(huán),因?yàn)闀r(shí)間短人眼有暫留的現(xiàn)象,所以燈泡看起來(lái)是一直亮的,充放電時(shí)間越短燈泡就越亮,反之,R20 C24能保護(hù)可控硅,如果用在阻性負(fù)載上可以省掉,如果是用在感性負(fù)載,比如說(shuō)電動(dòng)機(jī)上就要加上去,這個(gè)電路也可以用于電動(dòng)機(jī)調(diào)速上,當(dāng)然是要求不高的情況下。
這個(gè)電路的優(yōu)點(diǎn)是元件少、成本低、性價(jià)比高。缺點(diǎn)是對(duì)電源干擾比較大、噪聲大、驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)時(shí)候在較小的時(shí)候可能會(huì)發(fā)熱比較大。
可控硅相當(dāng)于可以控制的二極管,當(dāng)控制極加一定的電壓時(shí),陰極和陽(yáng)極就導(dǎo)通了??煽毓璺謫蜗蚩煽毓韬碗p向可控硅兩種,都是三個(gè)電極。單向可控硅有陰極(K)、陽(yáng)極(A)、控制極(G)。雙向可控硅等效于兩只單項(xiàng)可控硅反向并聯(lián)而成。即其中一只單向硅陽(yáng)極與另一只陰極相邊連,其引出端稱T2極,其中一只單向硅陰極與另一只陽(yáng)極相連,其引出端稱T2極,剩下則為控制極(G)。1、單、雙向可控硅的判別:先任測(cè)兩個(gè)極,若正、反測(cè)指針均不動(dòng)(R&TImes;1擋),可能是A、K或G、A極(對(duì)單向可控硅)也可能是T2、T1或T2、G極(對(duì)雙向可控硅)。若其中有一次測(cè)量指示為幾十至幾百歐,則必為單向可控硅。且紅筆所接為K極,黑筆接的為G極,剩下即為A極。若正、反向測(cè)批示均為幾十至幾百歐,則必為雙向可控硅。再將旋鈕撥至R&TImes;1或R&TImes;10擋復(fù)測(cè),其中必有一次阻值稍大,則稍大的一次紅筆接的為G極,黑筆所接為T(mén)1極,余下是T2極。
220v雙向可控硅電路圖
雙向可控硅調(diào)溫電路圖
220v雙向可控硅電路圖
VDI、VD2、Cl與C2組成簡(jiǎn)單的電容降壓半被整流電源,通電后C2兩端能獲得約12V左右的直流電壓供光控電路用電。VT、VD3、R2、R3與RP構(gòu)成光控電路,白天光敏二極管VD3受光照射呈低電阻,VT基極電位下降,所以VT截止,可控硅vs得不到觸發(fā)電壓而處于關(guān)斷狀態(tài),燈H不亮。夜間,VD3無(wú)光線照射呈高電阻,VT的基極電位上升,VT導(dǎo)通,就向vs注入正向觸發(fā)電流,故vs立即開(kāi)通,燈H全壓點(diǎn)亮。調(diào)節(jié)電位器RP能調(diào)節(jié)三極管VT的基極電位,從而能對(duì)光控靈敏度進(jìn)行調(diào)整。
220v雙向可控硅電路圖
雙向可控硅無(wú)級(jí)調(diào)光器
開(kāi)燈時(shí)閉合開(kāi)關(guān)S,220V交流電通過(guò)RP1、RP2和R向電容C2充電,當(dāng)C2兩端電壓達(dá)到雙向觸發(fā)二極管VD的轉(zhuǎn)折電壓時(shí),VD與雙向可控硅vs相繼導(dǎo)通,使被控照明燈H得電發(fā)光。當(dāng)交流電過(guò)零反向時(shí),vs自行關(guān)斷,C2又開(kāi)始反向充電,重復(fù)上述過(guò)程??梢?jiàn),在交流電每一個(gè)周期內(nèi),vs在正、負(fù)半周均對(duì)稱導(dǎo)通一次。如果調(diào)節(jié)RPI的阻值大小,就會(huì)改變電容C2的充電速率,從而在任意半周內(nèi)使vs觸發(fā)導(dǎo)通時(shí)間前移或后退,即改變了vs導(dǎo)通角的大小,相應(yīng)加在電燈H兩端的平均電壓也隨之變化,故能實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)光的目的。
- 未觸發(fā)狀態(tài) :
- 當(dāng)沒(méi)有觸發(fā)信號(hào)(即控制極G無(wú)電壓或電壓不足)加到雙向可控硅時(shí),無(wú)論T1和T2之間的電壓如何變化,雙向可控硅都處于高阻狀態(tài),不導(dǎo)通。
- 觸發(fā)導(dǎo)通 :
- 當(dāng)在控制極G上施加一個(gè)合適的觸發(fā)信號(hào)(正向或負(fù)向電壓,取決于電路設(shè)計(jì))時(shí),雙向可控硅內(nèi)部的PN結(jié)開(kāi)始發(fā)生變化。
- 如果T1和T2之間的電壓極性使得雙向可控硅能夠?qū)ǎ礉M足觸發(fā)條件),則雙向可控硅進(jìn)入導(dǎo)通狀態(tài),T1和T2之間形成低阻通路。
- 保持導(dǎo)通 :
- 一旦雙向可控硅被觸發(fā)導(dǎo)通,它將在一段時(shí)間內(nèi)保持導(dǎo)通狀態(tài),即使控制極G上的觸發(fā)信號(hào)被移除。
- 雙向可控硅的導(dǎo)通狀態(tài)將一直持續(xù)到T1和T2之間的電壓降低到一定閾值以下,或者受到外部條件(如過(guò)流、過(guò)壓保護(hù))的干預(yù)而關(guān)斷。
三、觸發(fā)特性的補(bǔ)充說(shuō)明
- 雙向可控硅的觸發(fā)特性與其控制極G的電壓極性和T1、T2之間的電壓極性有關(guān)。通常,控制極G的觸發(fā)信號(hào)應(yīng)與T1、T2之間的電壓極性相匹配,以確保雙向可控硅能夠正確觸發(fā)。
- 在實(shí)際應(yīng)用中,為了確保雙向可控硅的穩(wěn)定工作,通常會(huì)在控制電路中設(shè)置合適的觸發(fā)電路和保護(hù)電路。
四、注意事項(xiàng)
- 雙向可控硅在導(dǎo)通和關(guān)斷過(guò)程中可能會(huì)產(chǎn)生較大的電流和電壓變化,因此需要合理設(shè)計(jì)電路以避免對(duì)設(shè)備和人員造成傷害。
- 在選擇和使用雙向可控硅時(shí),需要注意其額定電壓、額定電流、觸發(fā)電壓等參數(shù),以確保其滿足應(yīng)用需求。
綜上所述,雙向可控硅的工作原理涉及復(fù)雜的半導(dǎo)體物理過(guò)程,但其核心在于通過(guò)控制極G的觸發(fā)信號(hào)來(lái)控制T1和T2之間的導(dǎo)通狀態(tài)。在實(shí)際應(yīng)用中,需要根據(jù)具體需求選擇合適的雙向可控硅型號(hào)和電路設(shè)計(jì)。
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