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雙向可控硅的工作原理及原理圖

admin @ 2014-03-17 , reply:0

概述

雙向可控硅的工作原理可控硅是P1N1P2N2四層三端結構元件,共有三個PN結,分析原理時,可以把它看作由一個PNP管和一個NPN管所組成。由於BG1和BG2所構成的正反饋作用,所以一旦可控硅導通后,即……

雙向可控硅的工作原理
可控硅是P1N1P2N2四層三端結構元件,共有三個PN結,分析原理時,可以把它看作由一個PNP管和一個NPN管所組成。

由於BG1和BG2所構成的正反饋作用,所以一旦可控硅導通后,即使控制極G的電流消失了,可控硅仍然能夠維持導通狀態,由於觸發信號只起觸發作用,沒有關斷功能,所以這種可控硅是不可關斷的。由於可控硅只有導通和關斷兩種工作狀態,所以它具有開關特性,這種特性需要一定的條件才能轉化

雙向可控硅的特性
什麼是雙向可控硅:IAC(TRI-ELECTRODE AC SWITCH)為三極交流開關,亦稱為雙向晶閘管或雙向可控硅。雙向可控硅為三端元件,其三端分別為T1 (第二端子或第二陽極),T 2(第一端子或第一陽極)和G(控制極)亦為一閘極控制開關,與SCR最大的不同點在於雙向可控硅無論於正向或反向電壓時皆可導通,其符號構造及外型,如圖1所示。因為它是雙向元件,所以不管T1 ,T2的電壓極性如何,若閘極有信號加入時,則T1 ,T2間呈導通狀態;反之,加閘極觸發信號,則T1 ,T2間有極高的阻貳。


(a)符號 (b)構造

ͼ1 TRIAC
二. 雙向可控硅的觸發特性:
由於雙向可控硅為控制極控制的雙向可控硅,控制極電壓VG極性與陽極間之電壓VT1T2四種組合分別如下:
(1). VT1T2為正, VG為正。
(2). VT1T2為正, VG為負。
(3). VT1T2為負, VG為正。
(4). VT1T2為負, VG為負。
一般最好使用在對稱情況下(1與4或2與3),以使正負半周能得到對稱的結果,最方便的控制方法則為1與4之控制狀態,因為控制極信號與VT1T2同極性。

圖2 雙向可控硅之V-I特性曲線
如圖2所示為TRIAC之V-I特性曲線,將此圖與SCR之VI特性曲線比較,可看出TRIAC的特性曲線與SCR類似,只是TRIAC正負電壓均能導通,所以第三象限之曲線與第一象限之曲線類似,故TRIAC可視為兩個SCR反相併聯TRIAC之T1-T2的崩潰電壓亦不同,亦可看出正負半周的電壓皆可以使TRIAC導通,一般使TRIAC截止的方法與SCR相同,即設法降低兩陽極間之電流到保持電流以下TRIAC即截止。

三. 雙向可控硅之觸發:
TRIAC的相位控制與SCR很類似,可用直流信號,交流相位信號與脈波信號來觸發,所不同者是V T1-T2負電壓時,仍可觸發TRIAC。

四. 雙向可控硅的相位控制:
雙向可控硅的相位控制與SCR很類似,但因TRIAC能雙嚮導通之故,在正負半周均能觸發、可作為全波功率控制之用,因此TRIAC除具有SCR的優點,更方便於交流功率控制,圖3(a)為TRIAC相位控制電路,只適當的調整RC時間常數即可改變它的激發角,圖3(b),(c)分別是激發角為30度時的VT1-T2及負載的電壓波形,一般TRIAC所能控制的負載遠比SCR小,大體上而言約在600V,40A以下。

(A)

(B)AC兩端電壓波形 (C)兩端電壓波形

五 .觸發裝置:
雙向可控硅之觸發電路與SCR類似,可以用RC電路配合UJT、PUT、DIAC等元件組成的觸發電路來觸發,這些元件的觸發延遲角。都可由改變電路所使用的電阻值來調整,其變化範圍在0°~180°之間,正負半周均能導通,而在工業電力控制上,常以電壓回授來調整觸發延遲角,用以代表負載實際情況的電壓回授,啟動系統做良好的閉迴路控制。這種由回授來控制觸發延遲角,常由UJT或TCA785來完成。
實驗:
應用電路說明
如圖所示,利用TCA785所組成之TRIAC相位控制電路,其動作原理與SCR之TCA785相位控制電路相似,由於TRIAC在電源正負半周均能導通,所以第14腳(控制正半周之激發角)與第15腳(控制負半周之激發角),均必須使用。由VR1之改變以改變第11腳之控制電壓值,則可調整激發角以控制燈泡之亮度。

利用TCA785做雙向可控硅之相位控制

利用TCA785及脈衝變壓器觸發雙向可控硅

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