晶閘管基本結構

? ? ? ? 功率電子電路是以功率電子器件為基礎在近十多年所發展起來的一種含有多種學科交叉的電子電路。而功率電子器件是用于對大功率電能進行變換和控制的大功率（通常指電流為數十安至數千安，電壓為數百伏以上）電子器件。

　　各種功率電子器件均具有導通和阻斷兩種工作特性。根據其對導通與阻斷的可控性，功率電子器件可分為3類：不可控型器件、半控型器件、全控型器件。

　　其中由于半控型功率電子器件中普通晶閘管的應用最普遍。

　　晶閘管（Thyristor）是硅晶體閘流管的簡稱，又被稱作可控硅（Silicon Controlled Rectifier，SCR）。主要應用在可控整流、交流調壓、無觸點交直流開關、逆變和直流斬波等方面。

　　晶閘管由四層半導體PNPN、三個PN結（J1、J2和J3）構成，具有三個電極。由P1和N2分別引出陽極A及陰極K，由P2引出門極G。

　　下圖是晶閘管的外形及符號。圖（a）為螺栓式結構，螺栓為陽極A。圖（b）為平板式，中間金屬環為門極G，靠近門極的平面為陰極K。圖（c）是晶閘管的符號。

? ? ? 晶閘管的過電流保護

　　造成晶閘管過電流的主要原因有：負載端過載或短路，某個晶閘管被擊穿短路，觸發電路工作不正常或受干擾使晶閘管誤觸發而引起過電流等等。晶閘管允許過電流的時間短，例如一個100A的晶閘管，過電流為400A時，僅允許持續0.02s時間，否則將因過熱而燒毀。過電流保護的作用就在于一旦發生過電流時，能快速地在允許時間內將過電流切斷，以防止器件損壞。

　　安裝快速熔斷器是晶閘管過流保護的主要措施。快速熔斷器采用銀質熔絲，其熔斷時間比普通熔絲短得多，在同樣的過電流倍數下，它可以在晶閘管損壞之前先行熔斷，起到保護作用。

　　表 1 選擇快速熔絲的參考數據
　　　　

　　必須指出，快速熔斷器的額定電流 是以有效值標稱的，而晶閘管的額定電流是以平均值 標稱的，因此采用快速熔斷器時，一般可按 ＝來選擇。表1列出了幾種晶閘管的額定正向平均電流與快速熔斷絲額定電流的對應關系。 快速熔斷器在電路中接入的方式有三種。如圖1所示。

　　圖7.3.1 快速熔斷器在可控整流電路中的位置

　　（1）接在交流側，如圖1（a）所示。這種接法對輸出端短路和元件短路起保護作用。但是熔斷器熔斷之后，不能立即判斷出是何處故障。

　　（2）接在直流側，如圖1（b）所示。這種接法只對輸出端過載或短路起保護作用，對晶閘管本身短路不起保護作用。

　　（3）與晶閘管串聯，如圖1（c）所示。當某一晶閘管短路時，與其串聯的熔斷器熔斷，其他部分不受影響。