矽控整流器应用手册PDF电子书下载

1.1 何谓闸流体？ 1

1.2 闸流体的分类 1

1.3 双电晶体式的PNPN工作 1

第1章 构造与基本工作理论 1

1.4 反向阻遏闸流体（SCR）的关断机构 6

1.5 SCR工作的动态改进 7

1.6 反向阻遏三极或四极闸流体的电压—电流特性 14

1.7 闸极关断开关或闸极控制开关 16

1.8 闸流体作为遥远基极电晶体 16

1.9 闸流体的构造 18

1.9.1 矽质小球的制造 18

1.9.2 矽质小球的封装 21

1.10 闸流体与其他功率电晶体的比较 25

2.1 半导体图形符号 26

第2章 符号与术语 26

2.2 SCR术语 30

2.2.1 下注标 30

2.2.2 特性与额定值 31

2.2.3 字母符号表 37

2.2.4 常用字母符号 38

第3章 闸流体的额定值与特性 40

3.1 接合面温度 40

3.2 功率消耗 41

3.3 热阻 42

3.4 暂态热阻抗 43

3.4.1 序论 43

3.4.2 暂态热阻抗曲线 44

3.4.3 散热片设计对於暂态热阻抗曲线的效应 47

3.5 重复与非重复电流额定值 48

3.5.1 序论 48

3.5.2 平均电流额定（重复） 49

3.5.3 均方根值电流（重复） 50

3.5.4 任意电流波形与过载（重复） 51

3.5.5 涌浪电流与I2t额定值（非重复） 51

3.6 基本负载电流额定方程 54

3.6.1 序论 54

3.6.2 不规则形状功率脉波的处理——近似法 54

3.6.3 重复脉波突波式的电阻性焊接额定值 58

3.7 重复与非重复di/dt额定值 59

3.7.1 序论 60

3.7.2 工业标准di/dt额定（重复） 60

3.7.3 同时发生di/dt额定（重复） 61

3.7.4 工业标准di/dt额定（闸极触发——非重复） 62

3.7.5 工业标准di/dt额定（V（BO）触发——非重复） 62

3.7.6 导通电压 63

3.8 高频电流额定 63

3.8.1 高频正弦波形电流额定 64

3.8.2 高频矩形波形电流额定 67

3.9 电压额定 67

3.9.1 反向电压VRRM与VRSM 69

3.9.2 峰值关断状态阻遏电压（VDRM） 70

3.9.3 峰值正阳极电压（PFV） 70

3.9.4 高频电压额定，阻遏功率限制SCR 71

3.10 关断状态电压的上升率（dv/dt） 72

3.10.1 静态dv/dt能力 73

3.10.3 TRIAC的换向dv/dt 75

3.10.2 重新加入dv/dt 75

3.12 维持电流与闩锁电流 77

3.11 闸极电流额定 77

3.13 反向恢复特性 78

第4章 闸极特性、额定与闸极触发方法 80

4.1 触发过程 80

4.2 SCR闸极—阴极特性 82

4.2.1 触发前的特性 82

4.2.2 在触发点时的特性 84

4.2.3 触发後的特性 84

4.3 闸极—阴极阻抗与偏压的效应 86

4.3.1 闸极—阴极阻抗 86

4.3.2 闸极—阴极电容 87

4.3.3 闸极—阴极电感 88

4.3.5 正闸极偏压 89

4.3.4 闸极—阴极LC谐振电路 89

4.3.6 负闸极偏压 91

4.4 阳极电路对闸极电路的效应 95

4.5 直流闸极触发规格 96

4.6 负载线 97

4.7 不触发SCR的正闸极电压 98

4.8 脉波触发 99

4.9 阳极导通时期的特性 102

4.10 简单电阻器与RC触发电路 104

4.11 使用负脉波触发SCR 107

4.12 交流闸流管式相移触发电路 108

4.13 饱和电抗器触发电路 110

4.13.1 连续变化控制 110

4.13.2 开关电磁触发电路 111

4.14.1 基本驰张振荡标准 113

4.14 半导体触发脉波产生器 113

4.14.2 单接面电晶体 115

4.14.2.1 基本UJT脉波触发电路 117

4.14.2.2 设计UJT触发电路 119

4.14.3 程式型单接面电晶体（PUT） 120

4.14.3.1 PUT弛张振荡器与定时器电路设计 123

4.14.4 矽单向开关（SUS） 127

4.14.5 矽双向开关（SBS） 128

4.14.6 双向触发二极体（DIAC） 129

4.14.7 非对称交流触发开关（ST4） 130

4.14.9 半导体触发元件摘要 131

4.15 作为触发元件的氖辉灯 131

4.14.8 其他触发元件 131

4.15.1 氖灯触发电路 133

4.16 脉波变压器 134

4.17 同步方法 137

4.18 变流器用触发电路 138

4.18.1 电晶体式的正反器 138

4.18.2 PUT正反器触发电路 139

4.19 脉波放大与整形 140

第5章 SCR的动态特性 144

5.1 SCR关断时间tq 144

5.1.1 SCR关断时间定义 145

5.1.2 关断时间的典型变化 146

5.1.3 电路关断时间（tc） 146

5.2 关断方法 149

5.2.1 电流中断 149

5.1.4 回输二极体 149

5.2.2 强迫交换 150

5.3 强迫交换方法的分类 150

5.3.1 A类 利用负载的谐振所引起的自行切换 151

5.3.2 B类 利用LC电路的自行切换 151

5.3.3 C类 利用另一携带负载电流SCR的C或LC切换 153

5.3.4 D类 利用辅助SCR的C或LC切换 153

5.3.5 E类 使用外加脉波源的切换 156

5.3.6 F类 交流线电源的切换 161

5.4 顺向电压的上升率dv/dt 162

5.4.1 重新加入dv/dt 163

5.5 导通状态电流的上升率di/dt 163

5.5.1 解决di/dt问题 164

5.6 反向恢复特性 166

5.7 交换电路用电容 167

第6章 串联与并联工作 172

6.1 SCR的串联工作 173

6.1.1 需要均等化网路 173

6.1.2 均等化网路设计 176

6.1.2.1 静态的等化网路 176

6.1.2.2 动态均等化网路 179

6.1.2.3 其他电压均等化安排 184

6.1.3 触发串联工作SCR 184

6.1.3.1 经由脉波变压器的同时触发 186

6.1.3.2 利用光源的同时触发 187

6.1.3.3 串联SCR的附属触发 187

6.1.3.4 触发脉波 190

6.2 SCR的并联工作 190

6.2.1 SCR暂态导通特性 192

6.2.2 利用具有不匹配顺向特性的SCR在不加入共用网路时的直接并联 194

6.2.3 使用具有匹配顺向特性的SCR 201

6.2.4 外部强制电流共用 202

6.3 并联连接SCR的触发 206

第7章 TRIAC 208

7.1 说明 208

7.1.1 主要端点特性 208

7.1.2 闸极触发特性 211

7.1.3 简化的TRIAC理论 212

7.1.4 TRIAC的切换 214

7.1.5 TRIAC的热阻 217

7.2 TRIAC的使用 218

7.2.1 静态切换 218

7.2.2 利用触发二极体的触发 220

7.2.3 其他触发方法 222

7.3 TRIAC电路 222

第8章 静态切换电路 224

8.1 序论 224

8.2 静态交流切换 224

8.2.1 简单TRIAC与反向并联SCR连接 224

8.2.2 具有个别触发源的静态切换 226

8.6.1 直流闩锁继电器或功率正反器 226

8.2.3 全波交流静态切换的其他连接方法 227

8.2.4 TRIAC闩锁技术 229

8.2.5 交流静态SPDT开关 230

8.3 负半周SCR附属技术 230

8.3.1 SCR附属与零电压切换 232

8.4 “单击”SCR触发电路 233

8.5 电池充电调节器 234

8.6 直流静态开关 235

8.7 闪光器电路 237

8.7.1 可调整开关时间的直流闪光器 237

8.7.2 低压闪光器 238

8.7.3 连续式闪光器 239

8.7.4 低功率闪光器 240

8.7.5 交流闪光器 241

8.8 SCR保护电路 242

8.8.1 交流电路的过电压保护 242

8.8.2 SCR电流限制断路器 242

8.8.3 高速开关或“电子式撬棍” 245

8.9 环状计数器 246

8.9.1 阴极耦合环状计数器 246

8.9.2 阳极耦合环状计数器 247

8.10 延迟电路 248

8.10.1 UJT/SCR时间延迟继电器 248

8.10.2 交流功率时间延迟继电器 250

8.10.3 超精确度长时间延迟继电器 251

8.10.4 使用程式型单接面电晶体（PUT）的时间延迟电路 252

8.10.4.1 30秒定时器 252

8.10.4.2 使用PUT的长延迟定时器 253

8.10.5 交流切换60秒时间延迟电路 254

8.10.6 一秒时间延迟静态关断开关 254

8.11 具有100MΩ输入阻抗的奈安培察觉电路 255

8.12 利用GE低电流SCR的其他切换电路 256

8.12.1 双输出温度超过与温度不足监测电路 258

8.12.4 电压察觉电路 259

8.12.3 接触开关或接近探测器 259

8.12.2 水银恒温器／SCR加热器控制 259

8.12.5 单电源紧急照明系统 260

8.12.6 液体位准控制 261

8.13 闸流管替换 262

8.14 使用C5型或C106型SCR作为遥控基极电晶体的切换电路 263

8.14.1 “Nixie”R与氖管驱动 263

8.14.2 电发光面板驱动 265

第9章 交流相互位控制 266

9.1 相位控制的原理 266

9.2 相位控制分析 268

9.2.1 交流电感性负载之相位控制 277

9.2.2 利用闸流体控制白炽灯负载 281

9.3 在交流电路中电流方向的转换 283

9.4.1 半波相位控制 287

9.4 相位控制用基本触发电路 287

9.4.2 全波相位控制 291

9.5 相位控制用高增益触发电路 293

9.5.1 手动控制 294

9.5.2 斜波与基底控制 296

9.5.3 宽范围电源线电压补偿控制 302

9.5.4 3瓩相位控制式电压调节器 303

9.5.5 860瓦有限范围廉价精确光度调节 306

9.6 电感性交流负载用触发电路 307

9.7 使用积体电路作相位控制 309

9.7.1 PA436型单晶片积体相位控制触发电路 310

9.7.2 利用PA436所作的电路设计 314

9.7.3 PA436用於高功率电路 315

9.8 直流负载之典型相位控制电路 317

9.8.1 1.2瓩、60伏特调节式直流功率电源供给 318

9.9 多相SCR电路 321

9.9.1 简单三相触发电路（25％到100％控制） 323

9.9.2 满范围三相控制系统 326

9.9.3 在三相电路中使用PA436相位控制积体电路 328

第10章 使用相位控制的马达控制 334

10.1 序论 334

10.2 利用反电动势回输控制的碳刷式马达 335

10.2.1 半波一般用途串级式马达控制 335

10.2.2 全波一般用途串级式马达控制 340

10.2.3 分绕式与永磁式场绕组马达控制 341

10.3 碳刷式马达控制——无回输作用 344

10.3.1 一般用途、分绕式或永磁式马达之半波驱动电路 344

10.3.3 全波直流马达驱动电路 345

10.3.2 一般用途串级式马达用全波交流驱动电路 345

10.3.4 平衡式桥路反转伺服驱动电路 346

10.4 感应式马达控制 349

10.4.1 不用回输的控制 350

10.4.2 间接回输 350

10.4.3 感应式马达之速度调节控制 353

10.5 马达控制的其他可能性 355

10.5.1 单相感应式马达起动装置 356

第11章 零电压切换 358

11.1 序论 358

11.2 电磁干扰 359

11.3 分立式零电压切换电路 362

11.3.1 基本切换电路 362

11.3.2 两个电晶体的切换电路 365

11.3.3 CSCR零电压切换 366

11.3.4 TRIAC零电压切换电路 367

11.3.5 改良型零电压TRIAC切换 368

11.3.6 电晶体式的零电压触发 369

11.4 单晶片零电压切换用积体电路GEL300的使用法 371

11.4.1 输出与功率连接 372

11.4.2 积体电路与高电流SCR的配合应用 374

11.4.3 输入部分的连接法 375

11.5 在高频下的零电压切换 376

11.6 三相零电压切换功率控制 377

第12章 固态温度与空气调节控制 380

12.1 序论 380

12.2 如何选择适当的控制？ 380

12.2.1 热系统模型 381

12.2.2 回输控制元件 382

12.2.3 相位偏移 384

12.2.4 比例式的控制 384

12.2.5 控制器规格 385

12.3 相位控制与零电压切换的对照 386

12.4 相位控制电路 387

12.4.1 遥远侦测器 388

12.4.2 线性相位控制 390

12.5 零电压切换电路 392

12.5.1 利用积体电路GEL300的零电压切换 392

12.5.2 使用电感性负载时的零电压切换 394

12.5.3 具有零电压切换作用的比例式控制 395

12.5.4 使用GEL300的低功率零电压切换 397

12.5.5 如何使用低阻抗侦测器 399

12.5.6 多元TRIAC触发 400

12.5.7 负载步进 401

12.5.8 失效安全工作 402

12.6 空气调节 403

12.6.1 冷却 403

12.6.2 通风 405

12.6.3 加热与冷却的通风用吹风机控制 407

12.6.4 送风机与线圈吹风机控制 410

第13章 截波器、变流器、与循环式换流器 413

13.1 变流器电路的分类 413

13.1.1 变流器电路分类 414

13.1.2 变流器分类的特性 415

13.1.3 换流器组态 416

13.1.4 不同变流器组态的特性 416

13.2.1 A类变流器 417

13.2 典型的变流器电路 417

13.1.5 分类系统的讨论 417

13.2.1.1 电路说明 418

13.2.1.2 应用 420

13.2.2 B类变流器 421

13.2.2.1 电路说明 421

13.2.2.2 电路工作 423

13.2.3 C类变流器 425

13.2.3.1 C类变流器用Ott滤波器 427

13.2.3.2 设计过程 429

13.2.3.3 具有正弦波输出的400赫变流器 432

13.2.4 使用Jones SCR截波器（D类）的蓄电池式车辆马达控制器的设计 436

13.2.4.1 序论 436

13.2.4.2 Jones切换电路的工作 440

13.2.4.3 折衷设计 443

13.2.4.4 设计注意事项 445

13.2.4.5 电路工作例 449

13.2.5 脉波宽度调制（PWM）变流器 452

13.2.5.1 辅助切换变流器（D类） 454

13.2.5.2 设计注意事项 455

13.2.5.3 设计例 457

13.3 变流器附件 460

13.3.1 工作於电感性负载的能力 460

13.3.2 过电流保护 461

13.3.2.1 在直流电源供给内的保险丝与电路断路器 461

13.3.2.2 利用脉波宽度控制的电流限制 462

13.3.2.3 利用LC谐振式的电流限制 462

13.3.3 正弦波输出 463

13.3.3.1 使负载谐振 463

13.3.2.4 A类电路利用串联电容器的电流限制 463

13.3.3.2 利用LC滤波器的谐波衰减 465

13.3.3.3 LC滤波器加上最佳脉波宽度的选择 465

13.3.3.4 利用输出电压切换的合成 466

13.3.3.5 利用多级变流器相对相位控制的合成 466

13.3.3.6 多级脉波宽度控制 467

13.3.3.7 选择式的谐波减少 468

13.3.3.8 循环式变流器 468

13.3.4 调节式输出 469

13.3.4.1 电源供给电压调节 469

13.4 脉渡调制开关 470

13.5 循环式换流器 470

13.5.1 基本电路 471

13.5.2 多相应用 472

14.1.1 光二极体（光灵敏二极体） 473

第14章 光动闸流体应用 473

14.1 光动半导体 473

14.1.2 光电晶体 475

14.1.3 光达灵顿放大器 476

14.1.4 光动SCR（LASCR） 479

14.1.5 光动矽控开关（LASCS） 483

14.2 发光元件 488

14.2.1 钨丝灯 488

14.2.2 发光二极体（LED）或固态灯泡（SSL） 489

14.3 光子耦合器 492

14.3.1 光强度的规格 493

14.4 光源与侦测器的特性 494

14.4.1 光强度的定义 495

14.4.2 设计步骤 496

14.4.3 触发用有效照度 497

14.4.4 近似照度计算 498

14.4.5 较好的照度计算 498

14.4.6 光源的比较 499

14.5 应用 500

14.5.1 光动直流与交流继电器 500

14.5.2 利用光触发高功率SCR 502

14.5.3 光动TRIAC应用 503

14.5.4 光动积体电路零电压切换 503

14.5.5 光动积体电路相位控制 506

14.5.6 利用光触发串联连接SCR（光动高压开关） 506

14.5.7 光动逻辑电路 506

14.5.8 光动非稳定电路 506

14.5.9 光阻断侦测器 509

14.5.10 高灵敏度光侦测器 510

14.5.11 “附属”电子闪光 511

14.5.12 光动马达控制 512

14.6 发光二极体（LED）电路 513

14.6.1 低损失亮度控制 514

14.6.2 电流限制电路 514

14.6.3 光发射器的脉波电路 515

第15章 闸流体的过载与错误动作之保护 518

15.1 为何要保护？ 518

15.2 过电流保护元件 520

15.3 保护性元件的调整 520

15.4 工作於倔强功率系统的保护电路 522

15.4.1 限流保险丝 523

15.4.2 在交流电路内的保险丝-SCR调整 523

15.4.2.1 保险丝额定值 525

15.4.2.2 在保险丝应用中的SCR额定值 531

15.4.2.3 选择保险丝以保护SCR 531

15.4.3 在直流电路中保险丝-SCR的调整 533

15.5 无限流阻抗，中断服务形式的错误保护 535

15.6 在半导体失效下的非中断服务 539

15.7 使用闸极阻遏的过电流保护 541

15.8 过电流保护电路 542

第16章 在闸流体电路中的电压暂态 544

16.1 何处可预期电压暂态？ 544

16.2 如何发现电压暂态？ 548

16.2.1 电表 549

16.2.2 示波器 549

16.2.3 峰值记录仪器 550

16.3 抑制技术 553

16.2.4 电花间隙 553

16.3.1 抑制元件 554

16.3.1.1 多结晶抑制器 554

16.3.2 抑制网路 559

16.3.2.1 对直流电路的缓冲器计算 559

16.3.2.2 对交流电路的缓冲器计算 563

16.4 杂项的方法 565

第17章 无线电频率干扰与闸流体的相互作用 567

17.1 序论 567

17.2 无线电频率干扰（RFI）的本质 568

17.2.1 滤波器设计 568

17.2.2 高频滤波器元件 572

17.2.3 快速恢复整流器 574

17.2.4 减小辐射式RFI 576

17.2.5 零电压切换 577

17.3 交互作用 577

17.3.1 作用於阳极电路的交互作用 577

17.3.2 作用於触发电路的交互作用 578

17.4 使UJT触发电路防止电源暂态的去耦合方法 579

17.5 防止SCR闸极暂态加到UJT电路的去耦合作用 580

17.6 减少SCR交互作用来源的良好设计实例 580

17.7 电磁干扰（E.M.I）标准与限制 581

第18章 闸流体的测试电路 582

18.1 序论 582

18.2 仪器配备 582

18.3 规定峰值关断状态与规定反向电压 584

18.3.1 闸流体的规定峰值关断状态与规定反向电压 584

18.5 直流闸极触发电流与电压测试 587

18.4 峰值读出伏特计 587

18.5.1 闸极测试所需的阳极电压供给 590

18.5.2 闸极测试所需的直流闸极电压供给 590

18.5.3 闸极测试所需的脉波闸极电压供给 591

18.5.4 低电流SCR的闸极触发测试（小於2安培电流额定） 592

18.6 直流维持电流测试 594

18.7 闩锁电流测试 597

18.8 峰值导通状态电压测试电路 598

18.8.1 导通状态电压（低位准）（25℃） 598

18.8.2 导通状态电压（高位准） 599

18.9 导通状态电流测试的临界上升率（di/dt） 601

18.10 切入导通电压测试 603

18.10.1 闸极控制式切入导通时间 605

18.11.1 指数式dv/dt测试 606

18.11 Dv/dt测试——关断状态电压的临界上升率的测试 606

18.11.2 线性dv/dt测试 607

18.12 双向闸流体（TRIAC）测试的换向关断状态电压的临界上升率 609

18.13 关断时间测试 612

18.14 热阻测试 613

18.14.1 压力Pak包装整流二极体与闸流体的热阻 618

18.15 在曲线扫描器上测试闸流体的特性 618

18.15.1 关断状态与反向电压 618

18.15.2 闸极电压与闸极电流的测量 618

18.15.3 顺向电流与导通状态电压的测量 620

18.16 升高温度测试 621

18.17 商用闸流体测试装备 621

应用电路索引 622

英汉名词对照索引 627