可控硅整流器，是一種以晶閘管(電力電子功率器件)為基礎，以智能數(shù)字控制電路為**的電源功率控制電器。具有效率高、無機械噪聲和磨損、響應速度快、體積小、重量輕等諸多***。 

      晶閘管(Thyristor)是晶體閘流管的簡稱，又稱作可控硅整流器(Silicon Controlled Rectifier——SCR)，以前被簡稱為可控硅。由于其能承受的電壓和電流容量仍然是目前電力電子器件中相當高的，而且工作可靠，因此在大容量的應用場合仍然具有比較重要的地位。 

     自從20世紀50年代問世以來已經(jīng)發(fā)展成了一個大的家族，它的主要成員有單向晶閘管、雙向晶閘管、光控晶閘管、逆導晶閘管、可關(guān)斷晶閘管、快速晶閘管，等等。***大家使用的是單向晶閘管，也就是人們常說的普通晶閘管，它是由四層半導體材料組成的，有三個PN結(jié)，對外有三個電極〔圖2(a)〕：***層P型半導體引出的電極叫陽極A，第三層P型半導體引出的電極叫控制極G，第四層N型半導體引出的電極叫陰極K。從晶閘管的電路符號〔圖2(b)〕可以看到，它和二極管一樣是一種單方向?qū)щ姷钠骷P(guān)鍵是多了一個控制極G，這就使它具有與二極管完全不同的工作特性。 

    可控硅整流器的工作原理 

  可控硅是P1N1P2N2四層三端結(jié)構(gòu)元件，共有三個PN結(jié)，分析原理時，可以把它看作由一個PNP管和一個NPN管所組成 

       當陽極A加上正向電壓時，BG1和BG2管均處于放大狀態(tài)。此時，如果從控

制極G輸入一個正向觸發(fā)信號，BG2便有基流ib2流過，經(jīng)BG2放大，其集電極電流ic2=β2ib2。因為BG2的集電極直接與BG1的基極相連，所以ib1=ic2。此時，電流ic2再經(jīng)BG1放大，于是BG1的集電極電流ic1=β1ib1=β1β2ib2。這個電流又流回到BG2的基極，表成正反饋，使ib2不斷增大，如此正向饋循環(huán)的結(jié)果，兩個管子的電流劇增，可控硅使飽和導通。 

     由于BG1和BG2所構(gòu)成的正反饋作用，所以一旦可控硅導通后，即使控制極G的電流消失了，可控硅仍然能夠維持導通狀態(tài)，由于觸發(fā)信號只起觸發(fā)作用，沒有關(guān)斷功能，所以這種可控硅是不可關(guān)斷的。 

  可控硅整流器的結(jié)構(gòu) 

  ◆從外形上來看，可控硅整流器也主要有螺栓型和平板型兩種封裝結(jié)構(gòu) 。 

  ◆引出陽極A、陰極K和門極(控制端)G三個聯(lián)接端。

    ◆內(nèi)部是PNPN四層半導體結(jié)構(gòu)。 

       可控硅整流器的外形、結(jié)構(gòu)和電氣圖形符號 

  a) 外形 b) 結(jié)構(gòu) c) 電氣圖形符號 

     可控硅整流器VS與小燈泡EL串聯(lián)起來，通過開關(guān)S接在直流電源上。注意陽極A是接電源的正極，陰極K接電源的負極，控制極G通過按鈕開關(guān)SB接在3V直流電源的正極(這里使用的是KP5型晶閘管，若采用KP1型，應接在1.5V直流電源的正極)。晶閘管與電源的這種連接方式叫做正向連接，也就是說，給晶閘管陽極和控制極所加的都是正向電壓?，F(xiàn)在我們合上電源開關(guān)S，小燈泡不亮，說明晶閘管沒有導通;再按一下按鈕開關(guān)SB，給控制極輸入一個觸發(fā)電壓，小燈泡亮了，說明晶閘管導通了。這個演示實驗給了我們什么啟發(fā)呢? 

  這個實驗告訴我們，要使可控硅整流器導通，一是在它的陽極A與陰極K之間外加正向電壓，二是在它的控制極G與陰極K之間輸入一個正向觸發(fā)電壓。晶閘管導通后，松開按鈕開關(guān)，去掉觸發(fā)電壓，仍然維持導通狀態(tài)。 

     可控硅整流器的特點：是“一觸即發(fā)”。但是，如果陽極或控制極外加的是反向電壓，晶閘管就不能導通?？刂茦O的作用是通過外加正向觸發(fā)脈沖使晶閘管導通，卻不能使它關(guān)斷。那么，用什么方法才能使導通的晶閘管關(guān)斷呢?使導通的晶閘管關(guān)斷，可以斷開陽極電源(圖3中的開關(guān)S)或使陽極電流小于維持導通的相當小值(稱為維持電流)。如果晶閘管陽極和陰極之間外加的是交流電壓或脈動直流電壓，那么，在電壓過零時，晶閘管會自行關(guān)斷。 

  可控硅整流器在電路中的主要用途是什么? 

     普通可控硅整流器相當基本的用途就是可控整流。大家熟悉的二極管整流電路屬于不可控整流電路。如果把二極管換成晶閘管，就可以構(gòu)成可控整流電路?，F(xiàn)在我畫一個相當簡單的單相半波可控整流電路。在正弦交流電壓U2的正半周期間，如果VS的控制極沒有輸入觸發(fā)脈沖Ug，VS仍然不能導通，只有在U2處于正半周，在控制極外加觸發(fā)脈沖Ug時，晶閘管被觸發(fā)導通?，F(xiàn)在，畫出它的波形圖?？梢钥吹?，只有在觸發(fā)脈沖Ug到來時，負載RL上才有電壓UL輸出(波形圖上陰影部分)。Ug到來得早，晶閘管導通的時間就早;Ug到來得晚，晶閘管導通的時間就晚。通過改變控制極上觸發(fā)脈沖Ug到來的時間，就可以調(diào)節(jié)負載上輸出電壓的平均值UL(陰影部分的面積大小)。在電工技術(shù)中，常把交流電的半個周期定為180°，稱為電角度。這樣，在U2的每個正半周，從零值開始到觸發(fā)脈沖到來瞬間所經(jīng)歷的電角度稱為控制角α;在每個正半周內(nèi)晶閘管導通的電角度叫導通角θ。很明顯，α和θ都是用來表示晶閘管在承受正向電壓的半個周期的導通或阻斷范圍的。通過改變控制角α或?qū)ń铅龋淖冐撦d上脈沖直流電壓的平均值UL，實現(xiàn)了可控整流。