矽控整流器之原理

Question

例：
矽控整流器之簡介
矽控整流器的結構
矽控整流器的原理與特性
『順向轉態電壓』之定則
矽控整流器的作用
矽控整流器常用於哪裡
急~感謝各位專業人士的幫忙

Answer 1

1 矽控整流器
矽控整流器(SCR)為三端原件，其構造與符號如圖2-1-1所示，A表陽極，G表閘極，K為陰極。

圖片參考：http://www.me.tnit.edu.tw/proj/88/3/Image69.jpg



圖片參考：http://www.me.tnit.edu.tw/proj/88/3/Image70.jpg


SCR之工作原理
說明SCR之動作(1)當S1未按下時，Q2基極無回路﹒沒有IB2產生，則IC2=0，無IB1供給Q1，則IC1=0，故兩電晶體均截止，即使A、K之間加上電壓;也無法使電流從A流到K。
(2)若按開關S1則VGG電壓加於G、K之間，使G流入電流IG，IG供給Q2基極電流，使Q2產生集極電流IC2，供Q1產生基極電流IB1，如因此有IC1流動，IC1再供給Q2基極電流，如此正回授使Q1、Q2在很短時間內成為導通狀態，雖然S1斷開兩電晶體仍然維持導通。
(3)欲使A、K之間恢復截止狀態，可將開關S2斷開令IAK中斷，則Q1、Q2又成為截止。 常用係控整流器規格







型號


電流


電壓



2SF101


0.5A


50V



2N5064


0.8A


200V



2N5060


0.8A


400V



2P2M


2A


200V



CR2AM4


2A


200V



C106F


4A


50V



C106B


4A


200V



C106D


4A


400V



C122E


4A


500V



SCR的開啟：當SCR由順向不導電狀態轉變為導電狀態，謂之開啟(turn on)，導電時間（ton）係指在SCR的極上供以觸發脈波，使SCR由斷流狀態轉換成導電狀態所需之時間。
判別SCR的方法:(一)將三用表旋到電阻檔，一一測量SCR三腳中之任兩腳，依電表極性共有六種測量，會發現只有一種測量為低電阻，其他均開路，測得低電阻時，黑電筆所接為閘極G，紅色電筆所接為陰極K，因GK間為PN接面如同二極體性質，另外一極為陽極A，通常A與金屬外殼接通以利散熱。
(二) SCR正常與否之判斷：將三用表旋到低電阻檔，黑電筆接陽極A，紅電筆接K，可看出電表指示開路，將A、G以導線連接，電表指針指到低電阻值，將導線除去，仍然維持低電阻值。將電筆暫時離開SCR，則A、K間又恢復開路狀態
矽控元件的優缺點：由上述SCR之工作情形，我們可以知道其優缺點：
優點：（１）體積小、效率高，消耗功率小。
（２）壽命長，只要設計適當，有保護電路，因無機械接點，所以壽命很長。
（３）交換時間短：動作迅速，可控制功率之大小。一般典型之SCR其開啟時間1μs左右，關閉時間約5~30μs。
缺點:
1易受工作溫度之影響：矽控元件也是由半導體製成，因比也很怕熱，所以矽控元件需要良好的散熱設備，才不致受溫度影響太大。
（２）易受衝擊(surge)電壓與電流的影響，因此需要R、C或Ｌ之保護電路。
（３）用於相位控制電路時，會產生高次諧波的干擾。
有關電流的規格:
（１）最大順向平均電流IDc—是指SCR在指定條件下可容許的最大平均順向電流值。
（２）最大順向有效電流IF—是指SCR在指定條件下所容許通過的最大順向電流有效值。
（３）維持電流IＨ—是指SCR的最低導電電流有效值，其數值與溫度成反比，在120℃時的維持電流約為25℃時的一半。
（４）最大閘極電流IGF—是指SCR的閘極可承受的最大順向閘極電流值
（５）一週衝擊最大電流Isurge—是指SCR通以正弦一週(通常係以60Hz)，陽極所能承受的最大順向電流峰值。
相關係控整流器相關網址資料
http://www.t-esda.org/tech/TESDC-2002/04.html
http://www.100y.com.tw/productclassM2.asp?Mat2=31SK848&No=13