可控硅是如何工作的？如何减少开关电路中可控硅故障？

什么是三端双向可控硅？
TRIAC（交流三极管）是一种广泛用于交流电源控制的电子元件。它是一个三端子电子元件，在触发时向任一方向传导电流。TRIAC能够切换高电压和高电流水平，以及交流波形的两个部分。这使得三端双向可控硅电路非常适合用于需要电源开关的各种应用。您可以在开关、相位控制、斩波器设计、灯具亮度控制、风扇速度控制、电机等方面找到它的应用。

I. 可控硅与可控硅整流器 （SCR）

晶闸管也称为SCR，代表可控硅整流器，而TRIAC代表交流电的三极管。TRIAC具有类似于SCR的开和关状态特性。SCR和TRIAC之间的主要区别在于晶闸管是单向器件，而在TRIAC中是双向器件。TRIAC被定义为三端交流开关，在意义上与其他可控硅整流器（SCR）不同。它们可以轻松转动和调节交流波形的两个部分。这使得该组件适用于需要控制交流电源的各种应用。调光电路将是一个示例应用，我们在国内将其用作吊扇调节器电路。它还可用于调节电机或电加热器的输入功率。这就是为什么TRIAC用于中低功率应用，而将SCR留给高功率应用的原因。虽然这是一个非常有趣的系统，但存在一个称为“泄漏电流”的问题。在本文中，我们将更多地讨论这种泄漏电流，其不利影响以及解决这些问题的一些众所周知的方法。但是，在此之前，让我们先了解一下TRIAC的基础知识。

二、可控硅的结构和符号

至于可控硅符号，与任何其他电子元件一样，它由两个以反并联配置连接的SCR组成，如果我们仔细观察其符号，它清楚地反映了可控硅的双向特性。你从下图中观察到的。

晶闸管的升级版本是可控硅。如您所知，晶闸管只能控制一个方向的电流，但TRIAC可以控制负方向和正方向的电流。由于正弦波的存在，TRIAC在每个正弦波回路中转动，这意味着我们可以与SCR不同，使用整个周期。与晶闸管一样，TRIAC有三个端子，但是为这些端子指定名称变得有点困难，因为它们仅与两个SCR的阴极和阳极相关。两个SCR也连接到栅极端子，这就是为什么它被称为阳极1和阳极2或主终端1和主终端2（MT1和MT2）。

万用表可用于测试三端双向可控硅的健康状况。首先将万用表选择开关置于高阻模式（100K），然后将万用表的正引线连接到可控硅的MT1端子，负极引线连接到可控硅的MT2端子（如果反接没有问题）。

三、如何使用可控硅

三端双向可控硅是广泛用于开关中等功率交流电的半导体器件。在进一步讨论之前，让我们先了解一下TRIAC功能。如下图所示。

双晶闸管类比

我们之前说过，作为两个SCR的配置，可以实现一个TRIAC的。上图提供了关于该主题的更清晰信息，但在半导体级别工作要复杂得多。与SCR不同，无论端子的极性如何，都可以通过多种方式激活TRIAC的可控硅。无论起始脉冲的极性如何，它也可以被激活。使用TRIAC时，要记住的一件事是，当MT2和栅极电流处于同一极性时，触发电流的灵敏度要大得多。现在，我们可以继续清理泄漏电流的关键问题，只需清除即可。

四、可控硅如何工作？

4.1 可控硅漏电流

晶闸管、可控硅或任何其他固态交流开关的关断状态下存在结构漏电流，这就是为什么少量电流流过负载的原因，该电路在某些情况下足以为负载电路（电感）充电并使其自发闪烁。我们需要仔细注意细节并相应地设计电路以避免这种情况，我们将在本文的这一部分中详细讨论它。

如果MT2的电压达到一定的额定阈值电压（由于高压的瞬态而可能发生），则两个端子之间的漏电流可能会进入可控硅进入导通模式的点。在这种状态下，当流过可控硅的电流突然增加时，会产生突然的局部热量，从而使可控硅被破坏。白炽灯很可能是具有容性负载的强浪涌电流的来源。

4.2 解决方案

通过应用以下一种或多种方法，可以避免这种情况：

1） 最大温度额定值 Tj max.
确保不超过温度。随着温度的升高，通过系统的泄漏电流增加，我们可以通过集成特定的TRIAC品牌来满足特定要求来消除/减少这个问题。

2）
通过从栅极到阴极放置一个宽值电阻，我们可以降低TRIAC的灵敏度。这降低了栅极电流，从而减少了漏电流。另一方面，它增加了TRIAC的导通时间。

3）
如果无法实现上述方法，我们可以在关断时间内使用具有灵敏度较低的栅极的可控硅，并对栅极施加小程度的反向偏置。在这个过程中，我们必须尽量减少通过栅极的功率耗散。

4）
根据负载的形式，降低漏电流的另一种策略是完全消除缓冲电路。电容器漏电也成为漏电流的主要来源，因此我们可以通过移除缓冲器网络来减少流经缓冲器的电流并降低漏电流。

如果您想了解更多的可控硅信息，可以通过更多示例查看其可控硅I-V特性曲线。在尝试这些减少电流漏电的方法之前，请记住安全第一！