普通晶閘管(VS)實(shí)質(zhì)上屬于直流控制器件。要控制交流負(fù)載,必須將兩只晶閘管反極性并聯(lián),讓每只SCR控制一個(gè)半波,為此需兩套獨(dú)立的觸發(fā)電路,使用不夠方便。
雙向晶閘管是在普通晶閘管的基礎(chǔ)上發(fā)展而成的,它可控硅的特性與使用不僅能代替兩只反極性并聯(lián)的晶閘管,而且僅需一個(gè)觸發(fā)電路,是目前比較理想的交流開關(guān)器件。其英文名稱TRIAC即三端雙向交流開關(guān)之意。
構(gòu)造原理
盡管從形式上可將雙向晶閘管看成兩只普通晶閘管可控硅的特性與使用的組合,但實(shí)際上它是由7只晶體管和多只電阻構(gòu)成的功率集成器件。小功率雙向晶閘管一般采用塑料封裝,有的還帶散熱板,外形如圖l所示。典型產(chǎn)品有BCMlAM(1A/600V)、 BCM3AM(3A/600V)、2N6075(4A/600V),MAC218-10(8A/800V)等。大功率雙向晶閘管大多采用RD91型封裝。雙向晶閘管的主要參數(shù)見附表。
雙向晶閘管的結(jié)構(gòu)與符號(hào)見圖2。它屬于NPNPN五層器件,三個(gè)電極分別是T1、T2、G。因該器件可以雙向?qū),故除門極G以外的兩個(gè)電極統(tǒng)稱為主端子,用T1、T2。表示,不再劃分成陽(yáng)極或陰極。其特點(diǎn)是,當(dāng)G極和T2極相對(duì)于T1,的電壓均為正時(shí),T2是陽(yáng)極,T1是陰極。反之,當(dāng)G極和T2極相對(duì)于T1的電壓均為負(fù)時(shí),T1變成陽(yáng)極,T2為陰極。雙向晶閘管的伏安特性見圖3,由于正、反向特性曲線具有對(duì)稱性,所以它可在任何一個(gè)方向?qū)?br />
典型應(yīng)用
雙向晶閘管可廣泛用于工業(yè)、交通、家用電器等領(lǐng)域,實(shí)現(xiàn)交流調(diào)壓、電機(jī)調(diào)速、交流開關(guān)、路燈自動(dòng)開啟與關(guān)閉、溫度控制、臺(tái)燈調(diào)光、舞臺(tái)調(diào)光等多種功能,它還被用于固態(tài)繼電器(SSR)和固態(tài)接觸器電路中。圖5是由雙向晶閘管構(gòu)成的接近開關(guān)電路。R為門極限流電阻,JAG為干式舌簧管。平時(shí)JAG斷開,雙向晶閘管TRIAC也關(guān)斷。僅當(dāng)可控硅的特性,可控硅的特性與使用小磁鐵移近時(shí)JAG吸合,使雙向晶閘管導(dǎo)通,將負(fù)載電源接通。由于通過
干簧管的電流很小,時(shí)間僅幾微秒,所以開關(guān)的壽命很長(zhǎng).
圖6是過零觸發(fā)型交流固態(tài)繼電器(AC-SSR)的內(nèi)部電路。主要包括輸入電路、光電耦合器、過零觸發(fā)電路、開關(guān)電路(包括雙向晶閘管)、保護(hù)電路(RC吸收網(wǎng)絡(luò))。當(dāng)加上輸入信號(hào)VI(一般為高電平)、并且可控硅的特性,可控硅的特性與使用交流負(fù)載電源電壓通過零點(diǎn)時(shí),雙向晶閘管被觸發(fā),將負(fù)載電源接通。固態(tài)繼電器具有驅(qū)動(dòng)功率小、無觸點(diǎn)、噪音低、抗干擾能力強(qiáng),吸合、釋放時(shí)間短、壽命長(zhǎng),能與TTL\CMOS電路兼容,可取代傳統(tǒng)的電磁繼電器。