什么是晶閘管？晶閘管的應用及原理

更新時間：2024-07-15

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什么是晶閘管？

晶閘管

晶閘管是一種具有整流作用的半導體元件。又稱SCR （Silicon Controlled Rectifier）或可控硅換向器。整流是指將交流電轉變為直流電。具有整流作用的典型電子元件是二極管。

二極管和晶閘管的區別在于柵端子。晶閘管有一個稱為柵極的端子，并且僅當電流通過柵端子時才表現出整流。

晶閘管用于工業應用，例如蘇打工業和電解電鍍。純堿工業是通過電解鹽水生產燒堿和氫氣的工業。燒堿用作肥皂和洗滌劑的原料。晶閘管產生大的直流電流來電解鹽水。

在日常生活中，它用于調節 LED 照明等。通過使用晶閘管控制流向 LED 的電流來調暗照明。控制 LED 照明的設備稱為LED 驅動器，它幾乎總是包含晶閘管。

晶閘管具有由p型半導體和n型半導體組成的PNPN四極結構。它們具有從中間N型或P型半導體引出柵端子的結構，分別稱為N型柵極和P型柵極。

由于它具有四重結構，因此具有三個關節。從陽極側到陰極側觀察結，第一和第三結是正向偏置的。相反，第二個結是反向偏置的。在這種狀態下，如果試圖讓電流從陽極側流向陰極側，幾乎不會有電流流過。

然而，當向晶閘管施加正向電壓并且電流流過柵端子時，會發生稱為雪崩擊穿的現象，導致陽極和陰極之間導通。這稱為晶閘管的觸發或導通。

晶閘管導通后，當流向陽極的電流變為0時，導通中斷。這稱為關斷或滅弧。由于交流電周期性地存在電壓變為0的時刻，因此晶閘管自然關斷。

晶閘管可用于控制大量功率。晶閘管用于控制大量功率的設備的功率部分。具體例子如下。

1.整流器
整流是將交流電變換為直流電。整流器是整流電路的關鍵部分，采用二極管和晶閘管。晶閘管整流器比二極管整流器更小、更輕，但它們的高頻會在電源系統中產生噪聲。近年來，已經開發出抑制諧波的晶體管整流器。

2、交流電機控制控制
交流電機轉速的裝置稱為VVVF裝置。 VVVF裝置內部有轉換器部分和逆變器部分。轉換器部分是將交流電轉換為直流電的部分。二極管主要用于轉換器部分。

逆變器部分是利用整流的反向操作將直流電轉換為交流電的裝置。在逆變器內部，交流電首先被轉換為直流電。通過使用晶閘管等高速切換直流電源來產生交流電流。