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晶閘管的基本原理
2025-07-21 2223

晶閘管導通條件:首先,必須在晶閘管的陽極和陰極之間施加正向電壓;其次,必須在閘極上也施加正向電壓。這兩個條件必須同時滿足,晶閘管才能進入導通狀態。

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Slkor BTB16-800B 單向可控矽整流器 SCR TO-263 


簡單來說,晶閘管導通:

(1)必須施加訊號;

(2)陽極的電位必須高於陰極(即它們之間必須存在正向電壓)。

一旦晶閘管導通,即使閘極電壓降低或消除,它仍然保持導通狀態。簡單來說,即使訊號消失,它仍然保持導通狀態。

晶閘管關斷條件:降低或移除陽極和陰極之間的正向電壓,使陽極電流降至最小維持電流以下。


簡化一下:

● 要使晶閘管導通,需要有訊號,且陽極電位要高於陰極電位。

● 一旦打開,即使訊號被移除它也會保持開啟狀態(單一訊號足以觸發它)。

● 要關閉它,要么切斷陽極-陰極電路的電源,要么使陽極電位低於陰極電位。

● 單向閘流管類似可控二極體,其導通由訊號控制。因此,它允許直流電暢通無阻地通過;對於交流電,它在正半週導通,但在負半週不導通(此時二極管起到了整流器的作用)。


雙向閘流管(三端雙向可控矽)可以傳導交流電。

晶閘管控制電路案例分析

單向晶閘管(可控制二極體的元件)

光控電子開關

● 光控電子開關是利用晶閘管的導通和阻斷來實現「開」和「關」的,晶閘管的導通和阻斷由自然光(或人造光)的強度控制。

● 本裝置適用於路燈、宿舍大樓燈、或其他公共場所的照明,白天自動關閉,晚上自動開啟,以節省電力。

工作準則:

如上電路圖所示:

1、220V交流電經燈泡H、全橋整流後變成脈動直流電壓,作為正向偏壓(約300V脈動直流)。 當此電流流過VS單向閘流管的二極體到另一端時,燈泡就會亮起來。要實現這一點,晶閘管的閘極必須接收訊號電壓,這就需要9014電晶體導通。


2. 9014 的傳導性能如何?

300V脈動直流電經R1(100kΩ)、R2(470kΩ)、D(光敏電阻)分壓,同時R1與DW(齊納二極體)組成分壓器,DW將R2與光敏電阻兩端的電壓箝位在6.8V,為電晶體導通做好準備。

● 白天,當亮度超過某一水平時,光敏電阻D呈現低阻值(≤1kΩ)。 6.8V電壓全部壓降到電晶體基極,導致電晶體V截止(NPN電晶體在高電位時截止)。電晶體V的發射極沒有電流流過,單向閘流管VS因缺乏觸發電流而處於截止狀態,燈泡H不亮。電阻R1和齊納二極體DW將電晶體的偏壓限制在6.8V以下,從而保護電晶體。

●夜間,當亮度低於一定值時,光敏電阻D呈現高阻值(≥100kΩ),使三極管V正向導通(NPN型三極管低電平導通),射極電壓約為0.8V,觸發晶閘管VS導通,燈泡H點亮。

● 安裝調試:安裝時,將焊接好的印刷電路板放入透明塑膠盒內並固定好,與受控光源H串聯,朝向天空或建築物受光窗附近明亮處,避免夜間燈光直射,安裝距離3米以內。

● 調試宜在黃昏時進行,調節RP的阻值,使受控燈H以適當的亮度亮起。


簡單延時照明

● 電路原理:本延時燈電路如附圖所示,虛線框內為延時電路,圖中K為開關。

● 當K閉合時,電流直接流過K,使燈泡點亮,其他電路不動作。

● 當K截止時,220V電壓經二極體整流,一方面透過R1對電容C充電;在C充電過程中,R2中無電流流過,電晶體V處於截止狀態。另一方面,此電壓透過R3、R4給晶閘管SCR提供觸發電壓,使閘流管保持導通。這樣,燈在關閉後仍能保持一段時間的亮。

● 一旦電容器C充滿電,電流就會流經R1和R2,到達電晶體V的基極,使電晶體V從截止狀態轉為導通狀態。當電晶體導通時,電流會經由燈泡流至R3,再經由電晶體流至負極。此時,由於電晶體的阻抗較低,沒有電流經R4流向閘流管的閘極,因此閘流管SCR截止。由於電流流過燈泡,而R3(220kΩ)的電阻較大,因此燈泡兩端的電壓非常低,燈泡熄滅。

● 在本電路中,燈關閉後的延遲時間內,延遲時間由電阻R1和電容C的值決定。

● 本電路採用單向可控矽,在關燈後的延時時間內,燈的亮度大約為全亮時亮度的一半,滿足了人們的視覺需求,同時也節省了電能。

● 電路製作:本電路中單向可控矽SCR選用MCR100-8,耐壓等級至少600V。燈泡功率不宜超過100W。二極體VD選用1N4007,三極管V選用C1815。所有電阻均為1/8W碳膜電阻。


2.雙向晶閘管(可控制交流電的元件)

下面是經典的雙向可控矽電路,利用光耦隔離,用低電壓訊號控制高壓電路,實現燈光的連續調光。

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