风能并网逆变器

风能并网逆变器适用直流输出的风力放电机内置卸荷控制电路内置大风保护电路Preface 前言此型号并网逆变器能把风力发电机所产生的能量直接并入家庭的电网， 而无需额外的其他设备。 它能和家里的插座连接。 并网逆变器控制从风机产生的能量， 把它变成与电网匹配的相位、频率和幅度正弦波，并入电网。此型号的并网逆变器是为输出为直流的风力发电机而设计的， 它能控制风机的转速，使风机的输出电压维持在逆变器的输入电压范围。它还具有高压保护功能，当风力太大时， 内置的卸荷控制电路也无法保持风机的输出电压， 此时风机的输出电压有可能超过逆变器能承受的最大输入电压， 此时内置的控制器就会把逆变器和风机断开，从而保护逆变器，所以能被安全使用。Layout 外观布局此逆变器的左边面板上有 4 个接线端子， 2 个端子将被接到风机的直流输出端，另外 2 个黑色的端子用来外接卸荷电阻。有 4 个 LED 指示灯， 3 个是绿色的， 1 个是红色的，当逆变器检测到市电，且有合适的输入电压， 3 个绿色的指示灯将从左边到右边循环显示。循环的速度取决于逆变器从风机中获取的能量， 获取的能量越大， 则循环的速度越快， 反之也然。如果逆变器检测到的市电不符合逆变器的工作参数， 则红灯会亮， 逆变器就不会输入并网功率。 如果没有市电， 则逆变器也不会有输出， 这个称为 “ 反孤岛保护 ” 。电参数：型号 1000W 正常 AC 输出功率 900W 最大 AC 输出功率 1000W AC输出范围 230V Model 190V ~ 260V 115V Model 90V ~ 130V AC输出频率范围 46Hz ~ 65Hz Total Harmonic Distortion(THD)总谐波输出<5% 功率因素 0.99 直流输入电压范围 22V ~ 60V 瞬时逆变效率 92% 待机功率损耗 <1W 输出波形 纯正弦波MPPT功能 Yes 过流保护 Yes 过热保护 Yes 反接保护 Yes 反孤岛保护 Yes 可堆积 Yes 工作温度范围-10 ~ 45 degrees C 我们知道直流电是无法进行电压直接升降的 而交流电就可以可以通过线圈 线圈的匝数比就是电压比逆变器的工作原理：1.直流电可以通过震荡电路变为交流电2.得到的交流电再通过线圈升压（这时得到的是方形波的交流电）3.对得到的交流电进行整流得到正弦波AC-DC 就比较简单了 我们知道二极管有单向导电性可以用二极管的这一特性连成一个电桥让一端始终是流入的 另一端始终是流出的这就得到了电压正弦变化的直流电如果需要平滑的直流电还需要进行整流 简单的方法就是连接一个电容交流逆变器原理 . 它首先是将交流电变为直流电 .然后用电子元件对直流电进行开关 .变为交流电 .一般功率较大的变频器用可控硅 .并设一个可调频率的装置 .使频率在一定范围内可调 .用来控制电机的转数 .使转数在一定的范围内可调 .变频器广泛用于交流电机的调速中 .变频调速技术是现代电力传动技术重要发展的方向，随着电力电子技术的发展，交流变频技术从理论到实际逐渐走向成熟。变频器不仅调速平滑，范围大，效率高，启动电流小，运行平稳，而且节能效果明显。因此，交流变频调速已逐渐取代了过去的传统滑差调速、 变极调速、 直流调速等调速系统， 越来越广泛的应用于冶金、纺织、印染、烟机生产线及楼宇、供水等领域。一般分为整流电路、平波电路、控制电路、逆变电路等几大部分。1. 整流电路整流电路的功能是把交流电源转换成直流电源。 整流电路一般都是单独的一块整流模块 . 2. 平波电路平波电路在整流器、 整流后的直流电压中含有电源 6 倍频率脉动电压， 此外逆变器产生的脉动电流也使直流电压变动， 为了抑制电压波动采用电感和电容吸收脉动电压 (电流 )，一般通用变频器电源的直流部分对主电路而言有余量，故省去电感而采用简单电容滤波平波电路。3. 控制电路现在变频调速器基本系用 16 位、 32 位单片机或 DSP 为控制核心，从而实现全数字化控制。变频器是输出电压和频率可调的调速装置。提供控制信号的回路称为主控制电路，控制电路由以下电路构成 :频率、电压的 “ 运算电路 ” ，主电路的 “ 电压、电流检测电路 ” ，电动机的 “ 速度检测电路 ” 。运算电路的控制信号送至 “ 驱动电路 ” 以及逆变器和电动机的 “ 保护电路变频器采取的控制方式，即速度控制、转拒控制、 PID 或其它方式4 逆变电路逆变电路同整流电路相反，逆变电路是将直流电压变换为所要频率的交流电压，以所确定的时间使上桥、 下桥的功率开关器件导通和关断。 从而可以在输出端 U、V、 W三相上得到相位互差 120°电角度的三相交流电压。逆变器工作原理 http://blog.china.alibaba.com/blog/dongxing5922/article/b0-i7432819.htmlInverter 工作原理框图Inverter 是一种 DC to AC 的变压器，它其实与 Adapter 是一种电压逆变的过程。 Adapter 是将市电电网的交流电压转变为稳定的 12V 直流输出，而 Inverter是将 Adapter 输出的 12V 直流电压转变为高频的高压交流电；两个部分同样都采用了目前用得比较多的脉宽调制（ PWM）技术。其核心部分都是一个 PWM集成控制器， Adapter 用的是 UC3842， Inverter 则采用 TL5001 芯片。 TL5001 的工作电压范围 3.6～ 40V，其内部设有一个误差放大器，一个调节器、振荡器、有死区控制的 PWM 发生器、低压保护回路及短路保护回路等。以下将对 Inverter 的工作原理进行简要介绍：输入接口部分：输入部分有 3 个信号， 12V 直流输入 VIN 、工作使能电压 ENB 及 Panel电流控制信号 DIM 。 VIN 由 Adapter 提供， ENB 电压由主板上的 MCU 提供，其值为 0 或 3V，当 ENB=0 时， Inverter 不工作，而 ENB=3V 时， Inverter 处于正常工作状态；而 DIM 电压由主板提供，其变化范围在 0～ 5V 之间，将不同的 DIM值反馈给 PWM 控制器反馈端， Inverter 向负载提供的电流也将不同， DIM 值越小， Inverter 输出的电流就越大。电压启动回路： ENB 为高电平时，输出高压去点亮 Panel的背光灯灯管。PWM 控制器： 有以下几个功能组成：内部参考电压、误差放大器、振荡器和 PWM、过压保护、欠压保护、短路保护、输出晶体管。直流变换： 由 MOS 开关管和储能电感组成电压变换电路，输入的脉冲经过推挽放大器放大后驱动 MOS 管做开关动作，使得直流电压对电感进行充放电，这样电感的另一端就能得到交流电压。LC 振荡及输出回路： 保证灯管启动需要的 1600V 电压，并在灯管启动以后将电压降至 800V。输出电压反馈： 当负载工作时，反馈采样电压，起到稳定 Inverter 电压输出的作用。点图进入相册常见车载逆变器产品的电路图及工作原理一、 市场上常见款式车载逆变器产品的主要指标输入电压： DC 10V ～ 14.5V ；输出电压： AC 200V ～ 220V± 10％；输出频率： 50Hz± 5％；输出功率： 70W ～ 150W ；转换效率：大于 85％；逆变工作频率： 30kHz ～ 50kHz 。二 常见车载逆变器产品的电路图及工作原理目前市场上销售量最大、 最常见的车载逆变器的输出功率为 70W － 150W ， 逆变器电路中主要采用 TL494 或 KA7500 芯片为主的脉宽调制电路。一款最常见的车载逆变器电路原理图见图 1。车载逆变器的整个电路大体上可分为两大部分，每部分各采用一只 TL494 或 KA7500 芯片组成控制电路，其中第一部分电路的作用是将汽车电瓶等提供的 12V 直流电，通过高频PWM ( 脉宽调制 )开关电源技术转换成 30kHz － 50kHz 、 220V 左右的交流电； 第二部分电路的作用则是利用桥式整流、 滤波、 脉宽调制及开关功率输出等技术， 将 30kHz ～ 50kHz 、 220V左右的交流电转换成 50Hz 、 220V 的交流电。1.车载逆变器电路工作原理图 1 电路中，由芯片 IC1 及其外围电路、三极管 VT1 、 VT3 、 MOS 功率管 VT2 、 VT4 以及变压器 T1 组成 12V 直流变换为 220V/50kHz 交流的逆变电路。由芯片 IC2 及其外围电路、三极管 VT5 、 VT8 、 MOS 功率管 VT6 、 VT7 、 VT9 、 VT10 以及 220V/50kHz 整流、滤波电路 VD5 － VD8 、 C12 等共同组成 220V/50kHz 高频交流电变换为 220V/50Hz 工频交流电的转换电路，最后通过 XAC 插座输出 220V/50Hz 交流电供各种便携式电器使用。图 1 中 IC1 、 IC2 采用了 TL494CN( 或 KA7500C) 芯片，构成车载逆变器的核心控制电路。TL494CN 是专用的双端式开关电源控制芯片，其尾缀字母 CN 表示芯片的封装外形为双列直插式塑封结构，工作温度范围为 0℃ -70℃，极限工作电源电压为 7V ～ 40V ，最高工作频率为 300kHz 。TL494 芯片内置有 5V 基准源，稳压精度为 5 V ± 5％ ，负载能力为 10mA ，并通过其 14 脚进行输出供外部电路使用。 TL494 芯片还内置 2 只 NPN 功率输出管，可提供 500mA 的驱动能力。 TL494 芯片的内部电路如图 2 所示。图 1 电路中 IC1 的 15 脚外围电路的 R1、 C1 组成上电软启动电路。上电时电容 C1 两端的电压由 0V 逐步升高，只有当 C1 两端电压达到 5V 以上时，才允许 IC1 内部的脉宽调制电路开始工作。当电源断电后， C1 通过电阻 R2 放电，保证下次上电时的软启动电路正常工作。IC1 的 15 脚外围电路的 R1、 Rt、 R2 组成过热保护电路， Rt 为正温度系数热敏电阻，常温阻值可在 150 Ω ～ 300Ω 范围内任选，适当选大些可提高过热保护电路启动的灵敏度。热敏电阻 Rt 安装时要紧贴于 MOS 功率开关管 VT2 或 VT4 的金属散热片上， 这样才能保证电路的过热保护功能有效。IC1 的 15 脚的对地电压值 U 是一个比较重要的参数，图 1 电路中 U≈ Vcc× R2÷ (R1+Rt+R2)V ， 常温下的计算值为 U≈ 6.2V。 结合图 1、 图 2 可知， 正常工作情况下要求 IC1的 15 脚电压应略高于 16 脚电压 (与芯片 14 脚相连为 5V) ，其常温下 6.2V 的电压值大小正好满足要求，并略留有一定的余量。当电路工作异常， MOS 功率管 VT2 或 VT4 的温升大幅提高， 热敏电阻 Rt 的阻值超过约 4kΩ时， IC1 内部比较器 1 的输出将由低电平翻转为高电平， IC1 的 3 脚也随即翻转为高电平状态，致使芯片内部的 PWM 比较器、 “ 或 ” 门以及 “ 或非 ” 门的输出均发生翻转，输出级三极管VT1 和三极管 VT2 均转为截止状态。 当 IC1 内的两只功率输出管截止时， 图 1 电路中的 VT1 、VT3 将因基极为低电平而饱和导通， VT1 、 VT3 导通后，功率管 VT2 和 VT4 将因栅极无正偏压而处于截止状态，逆变电源电路停止工作。IC1 的 1 脚外围电路的 VDZ1 、 R5 、 VD1 、 C2、 R6 构成 12V 输入电源过压保护电路，稳压管 VDZ1 的稳压值决定了保护电路的启动门限电压值， VD1 、 C2 、 R6 还组成保护状态维持电路， 只要发生瞬间的输入电源过压现象， 保护电路就会启动并维持一段时间， 以确保后级功率输出管的安全。考虑到汽车行驶过程中电瓶电压的正常变化幅度大小，通常将稳压管VDZ1 的稳压值选为 15V 或 16V 较为合适。IC1 的 3 脚外围电路的 C3、 R5 是构成上电软启动时间维持以及电路保护状态维持的关键性电路， 实际上不管是电路软启动的控制还是保护电路的启动控制， 其最终结果均反映在 IC1的 3 脚电平状态上。 电路上电或保护电路启动时， IC1 的 3 脚为高电平。 当 IC1 的 3 脚为高电平时，将对电容 C3 充电。这导致保护电路启动的诱因消失后， C3 通过 R5 放电，因放电所需时间较长，使得电路的保护状态仍得以维持一段时间。当 IC1 的 3 脚为高电平时，还将沿 R8 、 VD4 对电容 C7 进行充电，同时将电容 C7 两端的电压提供给 IC2 的 4 脚，使 IC2 的 4 脚保持为高电平状态。从图 2 的芯片内部电路可知，当 4 脚为高电平时，将抬高芯片内死区时间比较器同相输入端的电位，使该比较器输出保持为恒定的高电平，经 “ 或 ” 门、 “ 或非 ” 门后使内置的三极管 VT1 和三极管 VT2 均截止。图 1电路中的 VT5 和 VT8 处于饱和导通状态，其后级的 MOS 管 VT6 和 VT9 将因栅极无正偏压而都处于截止状态，逆变电源电路停止工作。IC1 的 5 脚外接电容 C4(472) 和 6 脚外接电阻 R7(4k3) 为脉宽调制器的定时元件，所决定的脉宽调制频率为 fosc=1.1 ÷ (0.0047 × 4.3)kHz ≈ 50kHz。 即电路中的三极管 VT1 、 VT2 、 VT3 、VT4 、变压器 T1 的工作频率均为 50kHz 左右，因此 T1 应选用高频铁氧体磁芯变压器，变压器 T1 的作用是将 12V 脉冲升压为 220V 的脉冲，其初级匝数为 20× 2，次级匝数为 380 。IC2 的 5 脚外接电容 C8(104) 和 6 脚外接电阻 R14(220k) 为脉宽调制器的定时元件， 所决定的脉宽调制频率为 fosc=1.1 ÷ (C8 × R14)=1.1÷ (0.1 × 220)kHz≈ 50Hz。R29 、 R30 、 R27 、 C11 、 VDZ2 组成 XAC 插座 220V 输出端的过压保护电路，当输出电压过高时将导致稳压管 VDZ2 击穿，使 IC2 的 4 脚对地电压上升，芯片 IC2 内的保护电路动作，切断输出。车载逆变器电路中的 MOS 管 VT2 、 VT4 有一定的功耗， 必须加装散热片， 其他器件均不需要安装散热片。当车载逆变器产品持续应用于功率较大的场合时，需在其内部加装 12V 小风扇以帮助散热。电源逆变器 (power inverter) 首先是将交流电变为直流电 ， 然后用电子元件对直流电进行开关，变为交流电，一般功率较大的变频器用可控硅，并设一个可调频率的装置，使频率在一定范围内可调，用来控制电机的转数，使转数在一定的范围内可调，变频器广泛用于交流电机的调速中，变频调速技术是现代电力传动技术重要发展的方向，跟着电力电子技术的发展， 交流变频技术从理论到实际逐渐走向成熟。变频器不仅调速平滑，范围大，效率高，启动电流小，运行平稳，而且节能效果显著。因此，交流变频调速已逐渐取代了过去的传统滑差调速、变极调速、直流调速等调速系统，越来越广泛的应用于冶金、纺织、印染、烟机出产线及楼宇、供水等领域。一般分为整流电路、平波电路、控制电路、逆变电路 (inverter) 等几大部门。可控硅知识概念晶闸管又叫可控硅 (Silicon Controlled Rectifier, SCR) 。自从 20 世纪 50 年代问世以来已经发展成了一个大的家族，它的主要成员有单向晶闸管、双向晶闸管、光控晶闸管、逆导晶闸管、可关断晶可控硅闸管、快速晶闸管，等等。可控硅器件是一种非常重要的功率器件，可用来做高电压和高电流的控制。可控硅器件主要用在开关方面，使器件从关闭或是阻断的状态转换为开启或是导通的状态，反之亦然。可控硅器件与双极型晶体管有密切的关系，二者的传导过程皆牵涉到电子和空穴，但可控硅的开关机制和双极晶体管是不同的，且因为器件结构不同，可控硅器件有较宽广范围的电流、电压控制能力。现今的可控硅器件的额定电流可以从几毫安到 5000A 以上，额定电压可以超过 10000V 。下面将讨论基本可控硅器件的工作原理，然后给出一些高功率和高频率的可控硅器件。结构今天大家使用的是单向晶闸管，也就是人们常说的普通晶闸管，它是由四层半导体材料组成的，有三个 PN 结，对外有三个电极〔图 2(a) 〕 ：第一层 P 型半导体引出的电极叫阳极 A ， 第三层 P 型半导体引出的电极叫控制极 G， 第四层 N 型半导体引出的电极叫阴极 K。从晶闸管的电路符号〔图 2(b) 〕可以看到，它和二极管一样是一种单方向导电的器件，关键是多了一个控制极 G，这就使它具有与二极管完全不同的工作特性。以硅单晶为基本材料的 P1N1P2N2 四层三端器件 ,起始于 1957 年 ,因为它的特性类似于真空闸流管 ,所以国际上通称为硅晶体闸流管 ,简称晶闸管 T,又因为晶闸管最初的在静止整流方面 ,所以又被称之为硅可控整流元件 ,简称为可控硅 SCR. 在性能上 ,可控硅不仅具有单向导电性 ,而且还具有比硅整流元件 (俗称 “ 死硅 “) 更为可贵的可控性 .它只有导通和关断两种状态 . 可控硅能以毫安级电流控制大功率的机电设备 ,如果超过此频率 ,因元件开关损耗显着增加 ,允许通过的平均电流相降低 ,此时 ,标称电流应降级使用 . 可控硅的优点很多 ,例如 :以小功率控制大功率 ,功率放大倍数高达几十万倍 ;反应极快 ,在微秒级内开通、关断 ;无触点运行 ,无火花、无噪音 ;效率高 ,成本低等等 . 可控硅的弱点 :静态及动态的过载能力较差 ;容易受干扰而误导通 . 可控硅从外形上分类主要有 :螺栓形、平板形和平底形 . 可控硅元件的结构不管可控硅的外形如何 ,它们的管芯都是由 P型硅和 N 型硅组成的四层 P1N1P2N2结构 .见图 1.它有三个 PN 结 (J1、 J2、 J3),从 J1 结构的 P1 层引出阳极 A, 从 N2 层引出阴级 K, 从 P2 层引出控制极 G,所以它是一种四层三端的半导体器件 . 可控硅结构示意图和符号图可控硅元器件的工作原理可控硅是 P1N1P2N2 四层三端结构元件 ,共有三个 PN 结 ,分析原理时 ,可以把它看作由一个 PNP 管和一个 NPN 管所组成 ,其等效图解如右图所示可控硅等效图解图晶闸管的主要工作特性为了能够直观地认识晶闸管的工作特性，大家先看这块示教板 (图 3)。晶闸管 VS与小灯泡 EL 串联起来，通过开关 S 接在直流电源上。注意阳极 A 是接电源的正极，阴极 K 接电源的负极， 控制极 G 通过按钮开关 SB 接在 1.5V 直流电源的正极 (这里使用的是 KP1 型晶闸管，若采用 KP5 型，应接在 3V 直流电源的正极 )。晶闸管与电源的这种连接方式叫做正向连接，也就是说，给晶闸管阳极和控制极所加的都是正向电压。现在我们合上电源开关 S，小灯泡不亮，说明晶闸管没有导通；再按一下按钮开关 SB，给控制极输入一个触发电压，小灯泡亮了，说明晶闸管导通了。这个演示实验给了我们什么启发呢 ?可控硅这个实验告诉我们，要使晶闸管导通，一是在它的阳极 A 与阴极 K 之间外加正向电压，二是在它的控制极 G 与阴极 K 之间输入一个正向触发电压。晶闸管导通后，松开按钮开关，去掉触发电压，仍然维持导通状态。晶闸管的特点“ 一触即发 ” 。但是，如果阳极或控制极外加的是反向电压，晶闸管就不能导通。控制极的作用是通过外加正向触发脉冲使晶闸管导通，却不能使它关断。那么，用什么方法才能使导通的晶闸管关断呢 ?使导通的晶闸管关断，可以断开阳极电源 (图 3 中的开关 S)或使阳极电流小于维持导通的最小值 (称为维持电流 )。如果晶闸管阳极和阴极之间外加的是交流电压或脉动直流电压， 那么， 在电压过零时， 晶闸管会自行关断。编辑本段 怎样测试晶闸管的好坏用万用表可以区分晶闸管的三个电极吗 ?怎样测试晶闸管的好坏呢 ? 普通晶闸管的三个电极可以用万用表欧姆挡 R× 100 挡位来测。 大家知道， 晶闸管G、 K 之间是一个 PN 结〔图 2(a)〕 ，相当于一个二极管， G 为正极、 K 为负极，所以，按照测试二极管的方法，找出三个极中的两个极，测它的正、反向电阻，电阻小时，万用表红表笔接的是控制极 G，黑表笔接的是阴极 K，剩下的一个就是阳极 A 了。测试晶闸管的好坏，可以用刚才演示用的示教板电路 (图 3)。接通电源开关 S，按一下按钮开关 SB，灯泡发光就是好的，不发光就是坏的。编辑本段 晶闸管在电路中的主要用途可控整流普通晶闸管最基本的用途就是可控整流。 大家熟悉的二极管整流电路属于不可控整流电路。如果把二极管换成晶闸管，就可以构成可控整流电路、逆变、电机调速、电机励磁、无触点开关及自动控制等方面。在电工技术中，常把交流电的半个周期定为 180° ，称为电角度。这样，在 U2 的每个正半周，从零值开始到触发脉冲到来瞬间所经历的电角度称为控制角 α ；在每个正半周内晶闸管导通的电角度叫导通角 θ 。很明显， α 和 θ 都是用来表示晶闸管在承受正向电压的半个周期的导通或阻断范围的。通过改变控制角 α 或导通角 θ ，改变负载上脉冲直流电压的平均值 UL ，实现了可控整流。无触点开关可控硅的功用不仅是整流，它还可以用作无触点开关以快速接通或切断电路，实现将直流电变成交流电的逆变， 将一种频率的交流电变成另一种频率的交流电， 等等。编辑本段 晶闸管触发电路的形式常用的有阻容移相桥触发电路、单结晶体管触发电路、晶体三极管触发电路、利用小晶闸管触发大晶闸管的触发电路，等等。可控硅的主要参数可控硅的主要参数有：电压平均值1、 额定通态平均电流 IT 在一定条件下，阳极 --- 阴极间可以连续通过的 50 赫兹正弦半波电流的平均值。峰值电压2、 正向阻断峰值电压 VPF 在控制极开路未加触发信号，阳极正向电压还未超过导能电压时，可以重复加在可控硅两端的正向峰值电压。可控硅承受的正向电压峰值，不能超过手册给出的这个参数值。3、 反向阴断峰值电压 VPR 当可控硅加反向电压，处于反向关断状态时，可以重复加在可控硅两端的反向峰值电压。使用时，不能超过手册给出的这个参数值。4、 控制极触发电流 Ig1 、触发电压 VGT 在规定的环境温度下，阳极 --- 阴极间加有一定电压时，可控硅从关断状态转为导通状态所需要的最小控制极电流和电压。5、 维持电流 IH 在规定温度下，控制极断路，维持可控硅导通所必需的最小阳极正向电流。■ 近年来，许多新型可控硅元件相继问世，如适于高频应用的快速可控硅，可以用正或负的触发信号控制两个方向导通的双向可控硅，可以用正触发信号使其导通，用负触发信号使其关断的可控硅等等。编辑本段 可控硅的分类可控硅有多种分类方法。（一）按关断、导通及控制方式分类：可控硅按其关断、导通及控制方式可分为普通可控硅、双向可控硅、逆导可控硅、门极关断可控硅（ GTO ） 、 BTG 可控硅、温控可控硅和光控可控硅等多种。（二）按引脚和极性分类：可控硅按其引脚和极性可分为二极可控硅、三极可控硅和四极可控硅。（三）按封装形式分类：可控硅按其封装形式可分为金属封装可控硅、塑封可控硅和陶瓷封装可控硅三种类型。其中，金属封装可控硅又分为螺栓形、平板形、圆壳形等多种；塑封可控硅又分为带散热片型和不带散热片型两种。可控硅开关（四）按电流容量分类：可控硅按电流 容量 可分为大功率可控硅、中 功率 可控硅和小功率可控硅三种。通常，大功率可控硅多采用 金属 壳封装，而中、小功率可控硅则多采用塑封或陶瓷封装。(五）按关断速度分类：可控硅按其关断速度可分为普通可控硅和高频（快速）可控硅。编辑本段 可控硅的触发过零触发 -一般是调功，即当正弦交流电交流电电压相位过零点触发，必须是过零点才触发，导通可控硅。非过零触发 -无论交流电电压在什么相位的时候都可触发导通可控硅，常见的是移相触发，即通过改变正弦交流电的导通角（角相位） ，来改变输出百分比。编辑本段 可控硅的主要参数电流1. 额定通态电流（ IT) 即最大稳定工作电流，俗称电流。常用可控硅的 IT 一般为一安到几十安。耐压2. 反向重复峰值电压（ VRRM) 或断态重复峰值电压（ VDRM ） ，俗称耐压。常用可控硅的 VRRM/VDRM 一般为几百伏到一千伏。触发电流3. 控制极触发电流（ IGT) ，俗称触发电流。常用可控硅的 IGT 一般为几微安到几十毫安。额定正向平均电流4，在规定环境温度和散热条件下，允许通过阴极和阳极的电流平均值编辑本段 可控硅的常用封装形式常用可控硅的封装形式有 TO-92 、 TO-126 、 TO-202AB 、 TO-220 、 TO-220AB 、 TO-3P 、SOT-89 、 TO-251 、 TO-252 等。编辑本段 主要用途普通晶闸管最基本的用途就是可控整流。 大家熟悉的二极管整流电路属于不可控整流电路。如果把 二极管 换成晶闸管，就可以构成可控整流电路。现在我画一个最简单的单相半波可控整流电路。在正弦交流电压 U2 的正半周期间，如果 VS 的控制极没有输入触发脉冲 Ug， VS 仍然不能导通，只有在 U2 处于正半周，在控制极外加触发脉冲 Ug 时，晶闸管被触发导通。现在，画出它的波形 (c) 及 (d) ，只有在触发脉冲Ug 到来时，负载 RL 上才有电压 UL 输出。 Ug 到来得早，晶闸管导通的时间就早；Ug 到来得晚， 晶闸管 导通的 时间 就晚。通过改变控制极上触发脉冲 Ug 到来的时间，就可以调节负载上输出电压的平均值 UL 。在电工技术中，常把交流电的半个周期定为 180° ，称为电角度。这样，在 U2 的每个正半周，从零值开始到触发脉冲到来瞬间所经历的电角度称为控制角 α ；在每个正半周内晶闸管导通的电角度叫导通角 θ 。很明显， α 和 θ 都是用来表示晶闸管在承受正向电压的半个 周期 的导通或阻断范围的。通过改变控制角 α 或导通角 θ ，改变负载上脉冲直流电压的平均值 UL ，实现了可控整流。编辑本段 结构与鉴别可控硅从外形上分主要有螺旋式、平板式和平底式三种，螺旋式的应用较多。可控硅有三个 电极 --- 阳极（ A ）阴极（ C）和控制极（ G） 。它有管芯是 P 型导体和 N 型导体交迭组成的四层结构，共有三个 PN 结。可控硅和只有一个 PN 结的硅整流二极度管在结构上迥然不同。可控硅的四层结构和控制极的引用，为其发挥 “ 以小控大 ” 的优异控制特性奠定了基础。在应用可控硅时，只要在控制极加上很小的电流或电压，就能控制很大的阳极电流或电压。 目前已能制造出电流容量达几百安培以至上千安培的可控硅元件。 一般把 5 安培以下的可控硅叫小功率可控硅， 50 安培以上的可控硅叫大功率可控硅。可控硅为什么其有 “ 以小控大 ” 的可控性呢？下面我们用图表 -27 来简单分析可控硅的工作 原理 。首先，可以把从阴极向上数的第一、二、三层看面是一只 NPN 型号晶体管，而二、三四层组成另一只 PNP 型晶体管。其中第二、第三层为两管交迭共用。当在阳极和阴极之间加上一个正向电压 Ea，又在控制极 G 和 阴极 C 之间（相当 BG1 的基一射间）输入一个正的触发信号， BG1 将产生基极电流 Ib1 ，经放大， BG1 将有一个放大了 β1 倍的集电极电流 IC1 。因为 BG1 集电极与 BG2 基极相连， IC1 又是 BG2 的基极电流 Ib2 。 BG2 又把比 Ib2 （ Ib1 ）放大了 β2 的集电极电流 IC2 送回 BG1 的基极放大。如此 循环 放大，直到 BG1 、 BG2 完全导通。实际这一过程是 “ 一触即发 ” 的过程，对可控硅来说，触发信号加入控制极，可控硅立即导通。导通的时间主要决定于可控硅的性能。可控硅一经触发导通后，由于循环反馈的原因，流入 BG1 基极的电流已不只是初始的 Ib1 ，而是经过 BG1 、 BG2 放大后的电流（ β 1*β 2*Ib1）这一电流远大于 Ib1，足以保持 BG1 的持续导通。此时触发信号即使消失，可控硅仍保持导通状态只有断开 电源 Ea 或降低 Ea，使 BG1 、 BG2 中的集电极电流小于维持导通的最小值时，可控硅方可关断。当然，如果 Ea 极性反接， BG1 、 BG2 由于受到反向电压作用将处于截止状态。这时，即使输入触发信号，可控硅也不能工作。反过来， Ea 接成正向，而触动发信号是负的，可控硅也不能导通。另外，如果不加触发信号，而正向 阳极 电压大到超过一定值时，可控硅也会导通，但已属于非正常工作情况了。可控硅这种通过触发信号（小的触发 电流 ）来控制导通（可控硅中通过大电流）的可控特性，正是它区别于普通硅整流二极管的重要特征。普通可控硅的三个电极可以用 万用表 欧姆挡 R× 100 挡位来测。 大家知道， 晶闸管G、 K 之间是一个 PN 结 (a) ，相当于一个二极管， G 为正极、 K 为负极，所以，按照测试二极管的方法，找出三个极中的两个极，测它的正、反向电阻，电阻小时，万用表黑表笔接的是控制极 G，红表笔接的是阴极 K ，剩下的一个就是阳极 A 了。测试晶闸管的好坏， 可以用刚才演示用的示教板 电路 。 接通电源开关 S， 按一下按钮开关 SB，灯泡 发光就是好的，不发光就是坏的。鉴别可控硅三个极的方法很简单， 根据 P-N 结的原理， 只要用万用表测量一下三个极之间的电阻值就可以。阳极与阴极之间的正向和反向电阻在几百千欧以上， 阳极和控制极之间的正向和反向电阻在几百千欧以上（它们之间有两个 P-N 结，而且方向相反，因此阳极和控制极正反向都不通） 。控制极与阴极之间是一个 P-N 结， 因此它的正向 电阻 大约在几欧 -几百欧的范围，反向电阻比正向电阻要大。可是控制极二极管特性是不太理想的，反向不是完全呈阻断状态的，可以有比较大的电流通过，因此，有时测得控制极反向电阻比较小，并不能说明控制极特性不好。另外，在测量控制极正反向电阻时，万用表应放在 R*10 或R*1 挡，防止电压过高控制极反向击穿。若测得元件阴阳极正反向已短路，或阳极与控制极短路，或控制极与阴极反向短路，或控制极与阴极断路，说明元件已损坏。可控硅是可控硅整流 元件 的简称，是一种具有三个 PN 结的四层结构的大功率半导体器件。实际上，可控硅的功用不仅是整流，它还可以用作无触点开关以快速接通或切断电路，实现将直流电变成交流电的逆变，将一种频率的交流电变成另一种频率的交流电，等等。可控硅和其它半导体器件一样，其有 体积 小、效率高、稳定性好、工作可靠等优点。它的出现，使半导体技术从弱电领域进入了强电 领域 ，成为 工业 、农业 、交通运输、军事科研以至商业、民用电器等方面争相采用的元件。编辑本段 可控硅的主要厂家主 要 厂 家 品 牌 ： ST ， NXP/PHILIPS ， NEC ， ON/MOTOROLA ，RENESAS/MITSUBISHI ， LITTELFUSE/TECCOR ， TOSHIBA ， JX ， SANREX ，SANKEN ， SEMIKRON ， EUPEC ， IR 等。编辑本段 参数符号说明IT(AV)-- 通态平均电流VRRM-- 反向重复峰值 电压 IDRM-- 断态重复峰值电流ITSM-- 通态一个周波不重复浪涌电流VTM-- 通态峰值电压IGT-- 门极触发电流VGT-- 门极触发电压IH-- 维持电流dv/dt-- 断态电压临界上升率di/dt-- 通态电流临界上升率Rthjc-- 结壳热阻VISO-- 模块绝缘电压Tjm-- 额定结温VDRM-- 通态重复峰值电压IRRM-- 反向重复峰值电流IF(AV)-- 正向平均电流开放分类：晶闸管 ， 可控硅 ， 单向可控硅 ， 双向可控硅