可控硅晶闸管是硅可控整流器的简称，缩写为SCR，又称为晶闸管。它是一种具有三个PN结的四层结构的大功率半导体器件，一般由两晶闸管反向连接而成。

可控硅不仅具有整流功能，还可以用作无触点开关以快速接通或切断电路，实现将直流电变成交流电的逆变，或将一种频率的交流电变成另一种频率的交流电等功能。



可控硅晶闸管（SCR）的组成：

基本结构：

可控硅晶闸管是由四层半导体材料组成的三端元件，其结构为PNPN。

具体来说，它由以下部分组成：

半导体层：

由P型硅和N型硅按照PNPN的顺序排列形成。这四个半导体层共同构成了可控硅晶闸管的基本结构。

电极：

阳极（A）：

由P型半导体引出的电极，是可控硅晶闸管的正极。

阴极（K）：

由N型半导体引出的电极，是可控硅晶闸管的负极。

控制极（G）：

位于中间层的P型半导体引出的电极，用于控制可控硅晶闸管的导通和关断。

工作原理：

可控硅晶闸管的工作原理基于PN结的特性。当阳极A和控制极G之间施加正向电压，并且控制极G上有足够的电流（称为触发电流）流过时，可控硅晶闸管将导通，允许电流从阳极A流向阴极K。一旦可控硅晶闸管导通，即使控制极G上的电流消失，它也将保持导通状态，直到阳极A上的电流降至一定值（称为维持电流）以下。

可控硅晶闸管的主要参数：

额定正向平均电流：

在规定条件下，阳极和阴极间可以连续通过的50HZ正旋半波电流的平均值。

维持电流：

在规定条件下维持可控硅导通的小正向电流。

类型：

从广义上讲，可控硅晶闸管还包括许多派生器件，如：

双向晶闸管（TRIAC）：

能够在两个方向上导通的可控硅晶闸管。

快速晶闸管（FST）：

具有更快开关速度的可控硅晶闸管。

逆导型晶闸管（RCT）：

具有反向导通能力的可控硅晶闸管。

光控晶闸管（LTT）：

通过光信号控制的可控硅晶闸管。



可控硅晶闸管（SCR）的功能：

可控整流：

可控硅晶闸管可以将交流电变换为大小可调的直流电，实现可控整流。
例如，在直流电动机调压、调速，电解、电镀电源等领域，可以采用可控整流供电。

有源逆变：

有源逆变功能可将直流电变换成与电网同频率的交流电，https://www.weikunfadacai1.com/并将电能返送给交流电源。
例如，在高压输电工程中，先将三相交流电变换成高压直流电进行远距离输送，到达目的地后再利用有源逆变技术把直流电变换成与当地电网同频率的交流电供给用户。

交流调压：

可控硅晶闸管能实现交流电压的调节，将不变的交流电压变换成大小可调的交流电压。
常见于灯光控制、温度控制及交流电动机的调压、调速等应用。

变频器功能：

可控硅晶闸管能将某一频率的交流电变换成另一频率交流电，用于制作变频器。
例如，在可控硅中频电源、不间断电源(UPS)、异步电动机变频调速等设备中，都包含了利用可控硅晶闸管实现的变频器功能。

无触点功率开关：

可控硅晶闸管可组成无触点功率开关，取代接触器和继电器，用于操作频繁的场合。
例如，在控制电动机正反转和防爆、防火的场合中，可以采用无触点功率开关提高系统稳定性和可靠性。

电力电子设备的控制和调节：

可控硅晶闸管在电力电子领域中具有广泛的应用，可用于实现电压调节、电流控制、电流保护、电能转换等功能。
其体积小、效率高、寿命长等优点，使得它在交直流电机调速系统、调功系统及随动系统中得到了广泛的应用。

可控硅晶闸管的选型：

选择晶闸管的类型：

根据应用电路的具体要求合理选用晶闸管类型。
普通晶闸管适用于交直流电压控制、可控整流、交流调压、逆变电源、开关电源保护电路等。
双向晶闸管适用于交流开关、交流调压、交流电动机线性调速、灯具线性调光及固态继电器、固态接触器等电路中。
门极关断晶闸管适用于交流电动机变频调速、斩波器、逆变电源及各种电子开关电路等。
BTG晶闸管适用于锯齿波生发器、长时间延时器、过电压保护器及大功率晶体管触发电路等。
逆导晶闸管适用于电磁灶、电子镇流器、超声波电路、超导磁能储存系统及开关电源等电路。
光控晶闸管适用于光电耦合器、光探测器、光报警器、光计数器、光电逻辑电路及自动生产线的运行监控电路。

选择晶闸管的主要参数：

额定通态电流（IT）：

即大稳定工作电流，应高于受控电路的大工作电流1.5~2倍。

反向重复峰值电压（VRRM）或断态重复峰值电压（VDRM）：

应高于受控电路的大工作电压1.5~2倍。

控制极触发电流（IGT）：

一般为几微安到几十毫安，应符合应用电路的控制要求。



可控硅晶闸管的使用：

安装与接线：

确保系统断电，安装正确接线，接地可靠，以确保操作的安全性。
检查调功器的电源输入、连接负载端和控制信号，确保所有接线牢固可靠，避免短路或漏电等安全问题。

开机前检查：

在通电前，确保所有接线牢固可靠，检查控制信号是否接入正确。
检查调功器的指示灯是否正常亮起，以确认工作状态。

设置输出参数：

根据需求，通过控制信号来调节输出电压和电流。
可以通过改变控制信号的频率、脉冲宽度等方式来实现。

监测与调试：

在调功器工作期间，通过监测输出信号来检查调功器的工作状态。
使用示波器、电压表等设备来监测电压和电流波形，并确保其满足要求。

注意事项：

注意散热问题，电流在5A以上的晶闸管应配备散热器，并涂一层薄薄的有机硅油或硅脂以助散热。
对主回路中的可控硅按规定采用过压过流保护装置。
防止晶闸管控制极正向过载和反向击穿。
在使用过程中，定期维护调功器，清洁散热器和接线端子，检查电源线和控制信号线是否松动。

综上所述，可控硅晶闸管在电力电子、自动控制、通讯、家电和工业电气等多个领域都发挥着重要作用，其优异的性能和广泛的应用范围使其成为现代工业和技术发展中不可或缺的重要元件。