第三章可控硅整流器（矽控整流器）SCRs（silicon-controlled rectifier）
前言：
工业应用中，常要求电源可变且可控，如：照明/马达速率控制/电焊机/电热器等。
变压器：利用不同的次级线圈得到可变的输出电压，但当高功率时，变压器体积庞大/费用高/维护频繁/数目众多。 滑线变阻器：接于电源与负载间，控制电流，同样当高功率时，体积庞大/费用高/大量能源耗于电阻。 SCR：60年以后，体积小/成本低，不需维护/耗能少，可控电压1000V，电流数百安培。学习目标：
1 解释SCR控制电阻性负载的功率控制电路原理
2 明确导火延迟角（firing delay angle），传导角（conduction angle），闸极触发电流（gate trigger current），保持电流（hold current），前向导火状态电压（forward ON-state voltage）等的意义 3 可约略算出SCR闸极触发电路所需的电阻和电容值
4 解释SCR组成的触发导通装置的动作原理及其优点 3-1 SCRs的原理与动作（Theory and Operation of SCR）
SCR（Silicon Controlled Rectifier）：可控硅整流器，三端元件，用以控制送至负载的大电流。
SCR的动作与一般的开关动作类似，当其导通时，从阳极到阴极间电流电阻很小，类似开关闭合，当其截止时，无电流在阳极和阴极之间流动，类似开关开启。
SCR为一固态（solid-state）元件，开关动作迅速。
当SCR和负载串联时，可控制流至负载的平均电流。
若电源为交流电，则SCR在一段时间内为导通（ON）状态，另一段时间为截止（OFF）状态，两段时间长短由闸极控制。当导通时间较短，流入负载的平均电流就较小（因为流向负载的电流持续时间短，平均起来自然小），反之，平均电流就较大。因此调整SCR闸极信号，即可调整导通时间，从而控制负载平均电流。
程序升温
玻璃退火窑SCR，（顾名思义）同时有整流作用，当交流电源时，只有正半周SCR才会导通（因为此时，阳极电
压大于阴极电压），即导通时间不会超过半周期，负半周，SCR处于负向偏压下，不会导通，负载无电流。
3-2 SCR的波形（SCR Waveforms）
传导角（conduction angle）：SCR导通期间（在整个2 周期内）所占的角度数。
导火延迟角（firing delay angle）：当SCR导通前，交流电源所通过的角度。
传导角和导火延迟角之和为180°。
SCR导通时，供电电压完全加到负载上。
[例3-1]，[例3-2]
3-3 SCR的门/闸极特性（SCR Gate Characteristics）
在SCR的闸极加一短暂的脉冲电流，SCR就会导火，其闸极电流i G由闸极流经闸极和阴极的接面，由阴极流出。
记SCR导通所需的闸极电流为I G T，一般I G T为0.1—50mA。
SCR的闸极和阴极间为一典型PN结，因此若有闸极电流，V GK应稍大于0.6V。
编织管
一旦SCR导通，就可将闸极电流移去，仅需满足阳极和阴极间有一定电流，即可维持导通状态，此电流称为保持电流（holding current）I HO，当i AK降至保持电流以下，SCR就会截止。
通常利用交流电源电压由正半周向下通过0轴到负半周时将SCR截止。
一般中型功率的SCR，其I HO约为10mA。
[例3-3]
3-4 典型闸极控制电路（Typical Gate Control Circuits）
闸极控制电路（gate control circuits），又称触发电路（triggering circuits）。
由图，SCR的闸极控制电路和负载所用电源相同，此种接法在SCR中很普遍。
设交流电源，动作原理：
1 SW开启，闸极无电流流过，SCR截止，类似负载开路。
2 SW闭合，正半周，有电流流过闸极。导火延迟角由R2决定，若R2值小，则导火延
耳包
迟角就小（因为R2小，闸极电流在较小的电压下就足以导通SCR），流向负载的平均电流就大。
3 R1作用：当R2为0时，闸极仍有一定电阻，保护闸极阴极间PN结，避免（闸流过
大而）被破坏，另外R1决定最小导火延迟角。（有时，在闸极上接一二极管，加强闸极阴极接面的逆向偏压耐受程度）
此简易触发电路的缺点：导火延迟角仅能在0°- 90 °间调整，同时由于闸极电流与SCR两端正弦波同相位，所以只有正半周才能触发。
（接上图）电路特点：
1 此种电路，导火延迟角绝不超过90°，
2 在90°时，若闸极电流仍小于I G T，则SCR就永不会导通
3 闸极电流较大时，较小的角度就能超过I GT，故可较早令SCR导通
说明：
1 闸极电流是经理想化的，即当SCR导火（导通）时，阳极阴极间无电位存在（实际
md2.pub隐蔽式水箱上，一般，导通时电压约为1-2V）
2 闸极电压由SCR的阳极阴极电压引出，故导通时，SCR闸极电压为0，关掉闸极电流
3 交流电源负半周时，闸极电流也不存在
4 综之，闸极电流仅在0°和触发导火点（角度）间与电源电压同向，其他各点均为0
5 未导通前，V AK波形应与电源电压相同（因为一般此种电路中，负载电阻在100欧以
下，而SCR未导火前的反向偏压电阻多为数千欧姆以上，所以压降主要在SCR两端）
[例3-4]，[例3-5]
由例可知，SCR效率很高，因其截止时，电流几乎为0，导通时，压降很小，所以消耗
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