可控硅设计经验总结

过去的几个智能开关项目中，频繁使用可控硅作为无触点开关，期间由于个人对可控硅设计认知粗糙的原因，跳入了好几个“坑”，现在对可控硅设计知识要点进行总结，罗列如下：

可控硅类别：

a. 单向可控硅：门极带阻灵敏型单向可控硅、门极灵敏型单向可控硅、标准型单向可控硅······

b. 双向可控硅：标准型双向可控硅、四象限双向可控硅、洗衣机专用双向可控硅、高结温双向可控硅、瞬态抑制型双向可控硅······

c. 电力电子可控硅：电力电子可控硅模块芯片、电力电子可控硅模块组件

可控硅等效结构：
单向可控硅

   

双向可控硅

对于一个可控硅，主要看其5个参数：

额定平均电流、维持电流、控制极触发电压和电流、 正向阻断峰值电压、反向阻断峰值电压

案例1：该电路能否将灯点亮？

解析：不能，由于控制可控硅关断的1,3引脚没有通路

案例2：该电路负载通断不受MOC3021控制？

 

解析：不受控制，对于交流电，可以不经过MOC3021而直接流过可控硅的1,3引脚使其处于控制极导通状态

理解可控硅的“象限”——

1、为何需要有“象限”这个概念？“象限”通用命名法？（个人认为：对于象限概念的提出，是为了更好地描述、理解可控硅的特性，就如同笛卡尔引入直角坐标系是为了更好地描述二维数据）

2、不同象限可控硅可靠性探究？

第一象限：MT2+    Igt+

第二象限：MT2+    Igt-

第三象限：MT2 -    Igt-

第四象限：MT2 -    Igt+

可控硅从导通到底关断的条件？

1、单独撤去控制极电压？

2、MT1，MT2电流小于导通维持电流？

解析：可控硅MT1、MT2流过的电流小于导通维持电流时，可控硅关断，但是单独撤去可控硅控制极电压时，需等到第2个条件满足时才会关断

可控硅JST24、BTA16驱动电流Igt

一个改进型的可控硅例子

 

可控硅设计十条黄金规则

1.为了导通闸流管（或双向可控硅），必须有门极电流≧IGT ，直至负载电流达到≧IL 。这条件必须满足，并按可能遇到的最低温度考虑；

2.要断开（切换）闸流管（或双向可控硅），负载电流必须

3. 设计双向可控硅触发电路时，只要有可能，就要避开3+象限（WT2-，+）；

4. 为减少杂波吸收，门极连线长度降至最低。返回线直接连至MT1（或阴极）。若用硬线，用螺旋双线或屏蔽线。门极和MT1 间加电阻1kΩ或更小。高频旁路电容和门极间串接电阻。另一解决办法，选用H 系列低灵敏度双向可控硅；

5. 若dVD/dt 或dVCOM/dt 可能引起问题，在MT1 和MT2 间加入RC 缓冲电路。若高dICOM/dt 可能引起问题，加入一几mH 的电感和负载串联。另一种解决办法，采用Hi-Com 双向可控硅；

6. 假如双向可控硅的VDRM 在严重的、异常的电源瞬间过程中有可能被超出，采用下列措施之一： 负载上串联电感量为几μH 的不饱和电感，以限制dIT/dt； 用MOV 跨接于电源，并在电源侧增加滤波电路；

7. 选用好的门极触发电路，避开3+象限工况，可以最大限度提高双向可控硅的dIT/dt 承受能力；

8. 若双向可控硅的dIT/dt 有可能被超出，负载上最好串联一个几μH 的无铁芯电感或负温度系数的热敏电阻。另一种解决办法：对电阻性负载采用零电压导通；

9. 器件固定到散热器时，避免让双向可控硅受到应力。固定，然后焊接引线。不要把铆钉芯轴放在器件接口片一侧。；

10.为了长期可靠工作，应保证Rth j-a 足够低，维持Tj 不高于Tjmax ,其值相应于可能的最高环境温度。