三端双向可控硅触发象限及参数

三端双向可控硅触发象限

三端双向可控硅的触发通过四个象限实现，具体取决于栅极电流的极性，如下所示：

这些触发象限可以根据三端双向可控硅的家族和类别实际应用，如下所示：

Q2和Q3是三端双向可控硅的推荐触发象限，因为它允许最小的消耗和可靠的触发。

不建议使用Q4触发象限，因为它需要更高的栅极电流。

三端双向可控硅的重要触发参数

我们知道，三端双向可控硅可用于通过其栅极端子上相对较小的直流触发电源在其A1/A2端子上切换高功率交流负载。

在设计三端双向可控硅控制电路时，其栅极触发参数变得至关重要。触发参数为：三端双向可控硅栅极触发电流IGT、栅极触发电压VGT、栅极闭锁电流IL。

打开三端双向可控硅所需的最小栅极电流称为栅极触发电流IGT。这需要施加在栅极和三端双向可控硅的A1端子上，这对于栅极触发电源是通用的。

栅极电流应高于最低指定工作温度的额定值。这确保了三端双向可控硅在任何情况下的最佳触发。理想情况下，IGT 值应比数据表中的额定值高 2 倍。

施加在三端双向可控硅栅极和A1端子上的触发电压称为VGT。它通过电阻器施加，稍后将讨论。

有效锁存三端双向可控硅的栅极电流是锁存电流，以LT形式给出。当负载电流达到LT值时，锁存可能发生，只有在此之后，即使栅极电流被移除，锁存也会使能。

上述参数是在 25 °C 的环境温度下指定的，并且可能会随着该温度的变化而显示变化。

可控硅的非隔离触发可以通过两种基本模式完成，第一种方法如下所示：

在这里，在三端双向可控硅的栅极和A1端子上施加等于VDD的正电压。在这种配置中，我们可以看到A1也连接到Vss或栅极电源的负线。这很重要，否则三端双向可控硅将永远不会响应。

第二种方法是向三端双向可控硅栅极施加负电压，如下所示：

此方法与前一种方法相同，只是极性。由于栅极由负电压触发，A1端子现在与VDD线共同连接，而不是栅极源电压的Vss。同样，如果不这样做，三端双向可控硅将无法响应。

计算栅极电阻

栅极电阻将IGT或栅极电流设置为三端双向可控硅，以便进行必要的触发。当温度降至规定的25°C结温以下时，该电流会增加。

例如，如果指定的IGT在10°C时为25 mA，则在15 °C时可能会增加到0 mA。

为了确保电阻即使在0°C下也能提供足够的IGT，必须计算源的最大可用VDD。

对于 160V 栅极 VGT，推荐值约为 180 至 1 欧姆 4/5 瓦。如果环境温度相当恒定，则较高的值也可以使用。

通过外部直流或现有交流触发：如下图所示，三端双向可控硅可以通过外部直流电源（如电池或太阳能电池板）或交流/直流适配器进行切换。或者，它也可以从现有的交流电源本身触发。

在这里，开关S1的应力可以忽略不计，因为它通过电阻器切换三端双向可控硅，导致通过S1的电流最小，从而避免任何形式的磨损。

通过干簧继电器切换三端双向可控硅：为了通过移动物体切换三端双向可控硅，可以结合基于磁性的触发。干簧开关和磁铁可用于此类应用，如下所示：

在此应用中，磁铁连接到移动物体上。每当移动系统通过干簧继电器时，它就会通过其连接的磁铁触发三端双向可控硅进入导通状态。

当触发源和三端双向可控硅之间需要电气隔离时，也可以使用干簧继电器，如下所示。

在这里，合适尺寸的铜线圈缠绕在干簧继电器上，线圈端子通过开关连接到直流电位。每次按下开关时，三端双向可控硅都会产生隔离触发。

由于干簧开关继电器的设计可承受数百万次开/关操作，因此从长远来看，该开关系统变得非常高效和可靠。

下面可以看到可控硅隔离触发的另一个示例，此处使用外部交流电源通过隔离变压器切换可控硅。

下面显示了使用光电耦合器的另一种形式的三端双向可控硅隔离触发。在这种方法中，LED和光电管或光电二极管集成在单个封装内。这些光耦合器在市场上很容易买到。

三端双向可控硅的异常开关形式为关断/半功率/全功率电路如下图所示。为了降低50%的功率，二极管与三端双向可控硅栅极串联切换。此方法强制三端双向可控硅仅在交替正交流输入半周期内打开。

该电路可以有效地应用于控制加热器负载或其他具有热惯性的电阻负载。这可能不适用于照明控制，因为半正交流周期频率会导致灯上出现恼人的闪烁;同样，对于电机或变压器等感性负载，不建议进行这种触发。