晶闸管的基本原理
2025-07-21 2455

晶闸管导通条件:首先,必须在晶闸管的阳极和阴极之间施加正向电压;其次,必须在栅极上也施加正向电压。这两个条件必须同时满足,晶闸管才能进入导通状态。

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Slkor BTB16-800B 单向可控硅整流器 SCR TO-263 


简单来说,晶闸管导通:

(1)必须施加信号;

(2)阳极的电位必须高于阴极(即它们之间必须存在正向电压)。

一旦晶闸管导通,即使栅极电压降低或消除,它仍然保持导通状态。简单来说,即使信号消失,它仍然保持导通状态。

晶闸管关断条件:降低或去除阳极和阴极之间的正向电压,使阳极电流降至最小维持电流以下。


为了简化:

● 要使晶闸管导通,需要有信号,并且阳极电位要高于阴极电位。

● 一旦打开,即使信号被移除它也会保持打开状态(单个信号足以触发它)。

● 要关闭它,要么切断阳极-阴极电路的电源,要么使阳极电位低于阴极电位。

● 单向晶闸管类似于可控二极管,其导通由信号控制。因此,它允许直流电畅通无阻地通过;对于交流电,它在正半周导通,但在负半周不导通(此时二极管起到了整流器的作用)。


双向晶闸管(三端双向可控硅)可以传导交流电。

晶闸管控制电路案例分析

单向晶闸管(可控制二极管的元件)

光控电子开关

● 光控电子开关是利用晶闸管的导通和阻断来实现“开”和“关”的,晶闸管的导通和阻断由自然光(或人造光)的强度控制。

● 本装置适用于路灯、宿舍楼道灯、或其他公共场所的照明,白天自动关闭,晚上自动开启,以节省电力。

工作准则:

如上电路图所示:

1、220V交流电经灯泡H、全桥整流后变成脉动直流电压,作为正向偏置(约300V脉动直流)。 当该电流流过VS单向晶闸管的二极管到另一端时,灯泡就会亮起来。要实现这一点,晶闸管的栅极必须接收信号电压,这就需要9014晶体管导通。


2. 9014 的传导性能如何?

300V脉动直流电经R1(100kΩ)、R2(470kΩ)、D(光敏电阻)分压,同时R1与DW(齐纳二极管)组成分压器,DW将R2与光敏电阻两端的电压钳位在6.8V,为晶体管导通做好准备。

● 白天,当亮度超过一定水平时,光敏电阻D呈现低阻值(≤1kΩ)。6.8V电压全部压降到晶体管基极,导致晶体管V截止(NPN晶体管在高电平时截止)。晶体管V的发射极没有电流流过,单向晶闸管VS因缺乏触发电流而处于截止状态,灯泡H不亮。电阻R1和齐纳二极管DW将晶体管的偏置电压限制在6.8V以下,从而保护晶体管。

● 夜间,当亮度低于一定值时,光敏电阻D呈现高阻值(≥100kΩ),使三极管V正向导通(NPN型三极管低电平导通),发射极电压约为0.8V,触发晶闸管VS导通,灯泡H点亮。

● 安装调试:安装时,将焊接好的印刷电路板放入透明塑料盒内并固定好,与受控光源H串联,朝向天空或建筑物受光窗附近明亮处,避免夜间灯光直射,安装距离3米以内。

● 调试宜在黄昏时进行,调节RP的阻值,使受控灯H以适当的亮度亮起。


简单延时照明

● 电路原理:本延时灯电路如附图所示,虚线框内为延时电路,图中K为开关。

● 当K闭合时,电流直接流过K,使灯泡点亮,其他电路不动作。

● 当K截止时,220V电压经二极管整流,一方面通过R1对电容C充电;在C充电过程中,R2中无电流流过,晶体管V处于截止状态。另一方面,该电压通过R3、R4给晶闸管SCR提供触发电压,使晶闸管保持导通。这样,灯在关闭后仍能保持一段时间的亮。

● 一旦电容器C充满电,电流便会流经R1和R2,到达晶体管V的基极,使晶体管V从截止状态转为导通状态。当晶体管导通时,电流经灯泡流至R3,再经晶体管流至负极。此时,由于晶体管的阻抗较低,没有电流经R4流向晶闸管的栅极,因此晶闸管SCR截止。由于电流流过灯泡,而R3(220kΩ)的电阻较大,因此灯泡两端的电压非常低,灯泡熄灭。

● 本电路中,灯关闭后的延迟时间内,延迟时间由电阻R1和电容C的值决定。

● 本电路采用单向可控硅,在关灯后的延时时间内,灯的亮度大约为全亮时亮度的一半,满足了人们的视觉需求,同时也节省了电能。

● 电路制作:本电路中单向可控硅SCR选用MCR100-8,耐压等级至少为600V。灯泡功率不宜超过100W。二极管VD选用1N4007,三极管V选用C1815。所有电阻均为1/8W碳膜电阻。


2.双向晶闸管(可控制交流电的元件)

下面是一个经典的双向可控硅电路,利用光耦隔离,用低压信号控制高压电路,实现灯光的连续调光。

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