双向可控硅工作原理图解

描述

双向可控硅(TRIAC)是一种具有双向整流特性的半导体器件。

一、双向可控硅的基本结构

  • 双向可控硅由五个层(NPNPN)的半导体材料形成,构成四个PN结,具有三个电极:T1(第一阳极或第二端子)、T2(第二阳极或第一端子)和G(控制极或闸极)。
  • 相比于单向可控硅,双向可控硅不再有阳极和阴极的区分,而是用T1和T2来表示其两个主电极。

二、双向可控硅的工作原理图解

双向可控硅的调光电路工作原理说明一接通电源,220V经过灯泡VR4 R19对C23充电,由于电容二端电压是不能突变的,充电需要一定时间
半导体器件

工作原理说明

一接通电源,220V经过灯泡VR4 R19对C23充电,由于电容二端电压是不能突变的,充电需要一定时间的,充电时间由VR4和R19大小决定,越小充电越快,越大充电越慢。当C23上电压充到约为33V左右的时候DB1导通,可控硅也导通,可控硅导通后灯泡中有电流流过,灯泡就亮了。随着DB1导通C23上电压被完全放掉,DB1又截止可控硅也随之截止灯泡熄灭。C23上又进行刚开始一样的循环,因为时间短人眼有暂留的现象,所以灯泡看起来是一直亮的,充放电时间越短灯泡就越亮,反之,R20 C24能保护可控硅,如果用在阻性负载上可以省掉,如果是用在感性负载,比如说电动机上就要加上去,这个电路也可以用于电动机调速上,当然是要求不高的情况下。

这个电路的优点是元件少、成本低、性价比高。缺点是对电源干扰比较大、噪声大、驱动电动机时候在较小的时候可能会发热比较大。

可控硅相当于可以控制的二极管,当控制极加一定的电压时,阴极和阳极就导通了。可控硅分单向可控硅和双向可控硅两种,都是三个电极。单向可控硅有阴极(K)、阳极(A)、控制极(G)。双向可控硅等效于两只单项可控硅反向并联而成。即其中一只单向硅阳极与另一只阴极相边连,其引出端称T2极,其中一只单向硅阴极与另一只阳极相连,其引出端称T2极,剩下则为控制极(G)。1、单、双向可控硅的判别:先任测两个极,若正、反测指针均不动(R&TImes;1挡),可能是A、K或G、A极(对单向可控硅)也可能是T2、T1或T2、G极(对双向可控硅)。若其中有一次测量指示为几十至几百欧,则必为单向可控硅。且红笔所接为K极,黑笔接的为G极,剩下即为A极。若正、反向测批示均为几十至几百欧,则必为双向可控硅。再将旋钮拨至R&TImes;1或R&TImes;10挡复测,其中必有一次阻值稍大,则稍大的一次红笔接的为G极,黑笔所接为T1极,余下是T2极。

220v双向可控硅电路图

半导体器件

双向可控硅调温电路图

220v双向可控硅电路图

半导体器件

VDI、VD2、Cl与C2组成简单的电容降压半被整流电源,通电后C2两端能获得约12V左右的直流电压供光控电路用电。VT、VD3、R2、R3与RP构成光控电路,白天光敏二极管VD3受光照射呈低电阻,VT基极电位下降,所以VT截止,可控硅vs得不到触发电压而处于关断状态,灯H不亮。夜间,VD3无光线照射呈高电阻,VT的基极电位上升,VT导通,就向vs注入正向触发电流,故vs立即开通,灯H全压点亮。调节电位器RP能调节三极管VT的基极电位,从而能对光控灵敏度进行调整。

220v双向可控硅电路图

双向可控硅无级调光器

半导体器件

开灯时闭合开关S,220V交流电通过RP1、RP2和R向电容C2充电,当C2两端电压达到双向触发二极管VD的转折电压时,VD与双向可控硅vs相继导通,使被控照明灯H得电发光。当交流电过零反向时,vs自行关断,C2又开始反向充电,重复上述过程。可见,在交流电每一个周期内,vs在正、负半周均对称导通一次。如果调节RPI的阻值大小,就会改变电容C2的充电速率,从而在任意半周内使vs触发导通时间前移或后退,即改变了vs导通角的大小,相应加在电灯H两端的平均电压也随之变化,故能实现无级调光的目的。

  1. 未触发状态
    • 当没有触发信号(即控制极G无电压或电压不足)加到双向可控硅时,无论T1和T2之间的电压如何变化,双向可控硅都处于高阻状态,不导通。
  2. 触发导通
    • 当在控制极G上施加一个合适的触发信号(正向或负向电压,取决于电路设计)时,双向可控硅内部的PN结开始发生变化。
    • 如果T1和T2之间的电压极性使得双向可控硅能够导通(即满足触发条件),则双向可控硅进入导通状态,T1和T2之间形成低阻通路。
  3. 保持导通
    • 一旦双向可控硅被触发导通,它将在一段时间内保持导通状态,即使控制极G上的触发信号被移除。
    • 双向可控硅的导通状态将一直持续到T1和T2之间的电压降低到一定阈值以下,或者受到外部条件(如过流、过压保护)的干预而关断。

三、触发特性的补充说明

  • 双向可控硅的触发特性与其控制极G的电压极性和T1、T2之间的电压极性有关。通常,控制极G的触发信号应与T1、T2之间的电压极性相匹配,以确保双向可控硅能够正确触发。
  • 在实际应用中,为了确保双向可控硅的稳定工作,通常会在控制电路中设置合适的触发电路和保护电路。

四、注意事项

  • 双向可控硅在导通和关断过程中可能会产生较大的电流和电压变化,因此需要合理设计电路以避免对设备和人员造成伤害。
  • 在选择和使用双向可控硅时,需要注意其额定电压、额定电流、触发电压等参数,以确保其满足应用需求。

综上所述,双向可控硅的工作原理涉及复杂的半导体物理过程,但其核心在于通过控制极G的触发信号来控制T1和T2之间的导通状态。在实际应用中,需要根据具体需求选择合适的双向可控硅型号和电路设计。

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