晶閘管的使用方法

晶閘管，也叫可控硅，是一種具有三個PN結(jié)的功率型半導(dǎo)體器件，憑借其單向?qū)щ?、可控?dǎo)通的特性，被廣泛應(yīng)用于整流、調(diào)壓、逆變等電力電子電路中。掌握正確的使用方法，是確保晶閘管穩(wěn)定工作、延長其使用壽命的關(guān)鍵。

一、使用前的檢測與選型

在使用晶閘管之前，首先要通過萬用表對其進(jìn)行好壞檢測。對于單向晶閘管，可分別測量陽極與陰極、陽極與門極、陰極與門極之間的正反向電阻，正常情況下陽極與陰極、陽極與門極之間的正反向電阻都極大，而陰極與門極之間存在單向?qū)щ娦?。雙向晶閘管的檢測原理類似，需確認(rèn)其主電極與門極之間的電阻特性符合標(biāo)準(zhǔn)。

選型是晶閘管使用的核心前提，需根據(jù)實際電路的額定電壓、額定電流、通態(tài)壓降、觸發(fā)電流等參數(shù)來確定規(guī)格。例如，在交流調(diào)壓電路中，應(yīng)選擇雙向晶閘管，且其額定電壓需高于電路峰值電壓的2~3倍，額定電流需滿足電路負(fù)載電流的要求，同時要考慮散熱條件對電流承載能力的影響。

二、觸發(fā)電路的搭建與調(diào)試

晶閘管的導(dǎo)通需要在門極與陰極之間施加合適的觸發(fā)信號，觸發(fā)電路的性能直接決定晶閘管的導(dǎo)通時機(jī)和工作穩(wěn)定性。

單向晶閘管的觸發(fā)信號通常為正向脈沖，脈沖寬度需大于晶閘管的開通時間，觸發(fā)電流需大于器件的額定觸發(fā)電流。常見的觸發(fā)電路有阻容移相觸發(fā)電路、單結(jié)晶體管觸發(fā)電路、集成觸發(fā)電路等。以阻容移相觸發(fā)電路為例，通過調(diào)節(jié)可變電阻的阻值，改變電容的充電時間，從而調(diào)整觸發(fā)脈沖的相位，實現(xiàn)對晶閘管導(dǎo)通角的控制。

雙向晶閘管可采用正負(fù)脈沖觸發(fā)，觸發(fā)電路需保證在交流電壓的正負(fù)半周都能提供有效的觸發(fā)信號，確保器件在兩個方向上都能可控導(dǎo)通。在調(diào)試觸發(fā)電路時，需使用示波器觀察觸發(fā)脈沖的波形、相位和幅值，確保其與主電路電壓同步，且滿足晶閘管的觸發(fā)要求。

三、主電路的連接與防護(hù)

晶閘管在主電路中的連接需遵循極性正確、接觸良好的原則。單向晶閘管的陽極接主電路高電位端，陰極接低電位端，門極連接觸發(fā)電路；雙向晶閘管的兩個主電極不分正負(fù)，可雙向接入電路，門極連接對應(yīng)的觸發(fā)電路。

由于晶閘管承受過電壓、過電流的能力較弱，必須在主電路中設(shè)置完善的防護(hù)措施。過電壓防護(hù)可采用阻容吸收電路、壓敏電阻等元件，阻容吸收電路需并聯(lián)在晶閘管兩端，用于吸收電路中的浪涌電壓；過電流防護(hù)則需串聯(lián)快速熔斷器，熔斷器的額定電流需略大于晶閘管的額定電流，且其熔斷時間需小于晶閘管的熱失控時間，確保在發(fā)生短路故障時，熔斷器能快速熔斷，保護(hù)晶閘管不被燒毀。

四、散熱設(shè)計與安裝規(guī)范

晶閘管在導(dǎo)通時會產(chǎn)生通態(tài)損耗，轉(zhuǎn)化為熱量導(dǎo)致器件溫度升高，若溫度超過額定結(jié)溫，會造成晶閘管損壞。因此，散熱設(shè)計是晶閘管使用中必要的環(huán)節(jié)。

對于小功率晶閘管，可采用自然散熱方式，確保器件周圍留有足夠的通風(fēng)空間；對于大功率晶閘管，必須安裝散熱片，且需在晶閘管與散熱片之間涂抹導(dǎo)熱硅脂，增強(qiáng)導(dǎo)熱效果，同時可搭配風(fēng)扇進(jìn)行強(qiáng)制風(fēng)冷。安裝時，需使用螺栓將晶閘管牢固固定在散熱片上，保證接觸緊密，避免因接觸不良導(dǎo)致散熱效率下降。

五、使用過程中的注意事項

1. 晶閘管的門極觸發(fā)信號需與主電路電壓保持同步，否則會導(dǎo)致器件導(dǎo)通不穩(wěn)定，甚至出現(xiàn)誤導(dǎo)通現(xiàn)象。

2. 嚴(yán)禁在無負(fù)載的情況下對晶閘管進(jìn)行導(dǎo)通測試，避免因器件導(dǎo)通時的浪涌電流損壞器件。

3. 在電路調(diào)試過程中，應(yīng)先空載測試觸發(fā)電路和主電路的工作狀態(tài)，確認(rèn)無誤后再接入負(fù)載。

4. 定期檢查晶閘管的工作溫度和外觀狀態(tài)，若出現(xiàn)溫度異常升高、外殼變色等情況，需立即停機(jī)檢查，排除故障。

總之，晶閘管的使用需兼顧選型、檢測、觸發(fā)、防護(hù)、散熱等多個環(huán)節(jié)，只有嚴(yán)格遵循正確的使用方法和規(guī)范，才能充分發(fā)揮其性能優(yōu)勢，保障電力電子電路的穩(wěn)定運(yùn)行。