普通可控硅(晶閘管)實(shí)質(zhì)上屬于直流控制器件。要控制交流負(fù)載,必須將兩只晶閘管反極性并聯(lián),讓每只SCR控制一個(gè)半波,為此需兩套獨(dú)立的觸發(fā)電路,使用不夠方便。
雙向晶閘管是在普通晶閘管的基礎(chǔ)上發(fā)展而成的,它不僅能代替兩只反極性并聯(lián)的晶閘管,而且僅需一個(gè)觸發(fā)電路,是目前比較理想的交流開關(guān)器件。其英文名稱TRIAC即三端雙向交流開關(guān)之意。
構(gòu)造原理
盡管從形式上可將雙向晶閘管看成兩只普通晶閘管的組合,但實(shí)際上它是由7只晶體管和多只電阻構(gòu)成的功率集成器件。小功率雙向晶閘管一般采用塑料封裝,有的還帶散熱板,外形如圖l所示。典型產(chǎn)品有BCMlAM(1A/600V)、 BCM3AM(3A/600V)、2N6075(4A/600V),MAC218-10(8A/800V)等。大功率雙向晶閘管大多采用RD91型封裝。雙向晶閘管的主要參數(shù)見附表。
雙向晶閘管的結(jié)構(gòu)與符號(hào)見圖2。它屬于NPNPN五層器件,三個(gè)電極分別是T1、T2、G。因該器件可以雙向?qū)?,故除門極G以外的兩個(gè)電極統(tǒng)稱為主端子,用T1、T2。表示,不再劃分成陽極或陰極。其特點(diǎn)是,當(dāng)G極和T2極相對(duì)于T1,的電壓均為正時(shí),T2是陽極,T1是陰極。反之,當(dāng)G極和T2極相對(duì)于T1的電壓均為負(fù)時(shí),T1變成陽極,T2為陰極。雙向晶閘管的伏安特性見圖3,由于正、反向特性曲線具有對(duì)稱性,所以它可在任何一個(gè)方向?qū)āz測(cè)方法
下面介紹利用萬用表RXl檔判定雙向晶閘管電極的方法,同時(shí)還檢查觸發(fā)能力。
1.判定T2極
由圖2可見,G極與T1極靠近,距T2極較遠(yuǎn)。因此,G—T1之間的正、反向電阻都很小。在肦Xl檔測(cè)任意兩腳之間的電阻時(shí),只有在G-T1之間呈現(xiàn)低阻,正、反向電阻僅幾十歐,而T2-G、T2-T1之間的正、反向電阻均為無窮大。這表明,如果測(cè)出某腳和其他兩腳都不通,就肯定是T2極。 ,另外,采用TO—220封裝的雙向晶閘管,T2極通常與小散熱板連通,據(jù)此亦可確定T2極。
2.區(qū)分G極和T1極
(1)找出T2極之后,首先假定剩下兩腳中某一腳為Tl極,另一腳為G極。
(2)把黑表筆接T1極,紅表筆接T2極,電阻為無窮大。接著用紅表筆尖把T2與G短路,給G極加上負(fù)觸發(fā)信號(hào),電阻值應(yīng)為十歐左右(參見圖4(a)),證明管子已經(jīng)導(dǎo)通,導(dǎo)通方向?yàn)門1一T2。再將紅表筆尖與G極脫開(但仍接T2),若電阻值保持不變,證明管子在觸發(fā)之后能維持導(dǎo)通狀態(tài)(見圖4(b))。
(3)把紅表筆接T1極,黑表筆接T2極,然后使T2與G短路,給G極加上正觸發(fā)信號(hào),電阻值仍為十歐左右,與G極脫開后若阻值不變,則說明管子經(jīng)觸發(fā)后,在T2一T1方向上也能維持導(dǎo)通狀態(tài),因此具有雙向觸發(fā)性質(zhì)。由此證明上述假定正確。否則是假定與實(shí)際不符,需再作出假定,重復(fù)以上測(cè)量。顯見,在識(shí)別G、T1,的過程中,也就檢查了雙向晶閘管的觸發(fā)能力。如果按哪種假定去測(cè)量,都不能使雙向晶閘管觸發(fā)導(dǎo)通,證明管于巳損壞。對(duì)于lA的管子,亦可用RXl0檔檢測(cè),對(duì)于3A及3A以上的管子,應(yīng)選RXl檔,否則難以維持導(dǎo)通狀態(tài)。
典型應(yīng)用
雙向晶閘管可廣泛用于工業(yè)、交通、家用電器等領(lǐng)域,實(shí)現(xiàn)交流調(diào)壓、電機(jī)調(diào)速、交流開關(guān)、路燈自動(dòng)開啟與關(guān)閉、溫度控制、臺(tái)燈調(diào)光、舞臺(tái)調(diào)光等多種功能,它還被用于固態(tài)繼電器(SSR)和固態(tài)接觸器電路中。由雙向晶閘管構(gòu)成的接近開關(guān)電路,R為門極限流電阻,JAG為干式舌簧管。平時(shí)JAG斷開,雙向晶閘管TRIAC也關(guān)斷。僅當(dāng)小磁鐵移近時(shí)JAG吸合,使雙向晶閘管導(dǎo)通,將負(fù)載電源接通。由于通過干簧管的電流很小,時(shí)間僅幾微秒,所以開關(guān)的壽命很長(zhǎng).
過零觸發(fā)型交流固態(tài)繼電器(AC-SSR)的內(nèi)部電路,主要包括輸入電路、光電耦合器、過零觸發(fā)電路、開關(guān)電路(包括雙向晶閘管)、保護(hù)電路(RC吸收網(wǎng)絡(luò))。當(dāng)加上輸入信號(hào)VI(一般為高電平)、并且交流負(fù)載電源電壓通過零點(diǎn)時(shí),雙向晶閘管被觸發(fā),將負(fù)載電源接通。固態(tài)繼電器具有驅(qū)動(dòng)功率小、無觸點(diǎn)、噪音低、抗干擾能力強(qiáng),吸合、釋放時(shí)間短、壽命長(zhǎng),能與TTL\CMOS電路兼容,可取代傳統(tǒng)的電磁繼電器。