单向可控硅的测试

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1、单向可控硅的测试可控硅的意思：可控的硅整流器，其整流输出电压是受控的，常与移相或过零触发电路 配合，应用于交、直流调压电路。可控硅是在晶体管基础上发展起来的一种集成式半导体器 件。单向可控硅的等效原理及测量电路见下图 1：0K图 1 可控硅器件等效及测量电路单向可控硅为具有三个PN结的四层结构，由最外层的P层、N层引出两个电极阳 极A和阴极K,由中间的P层引出控制极G。电路符号好像为一只二极管，但好多一个引 出电极控制极或触发极Go SCR或MCR为英文缩写名称。从控制原理上可等效为一只PNP三极管与一只NPN三极管的连接电路，两管的基极电 流和集电极电流互为通路，具有强烈的正反反馈作用。一旦

2、从G、K回路输入NPN管子的 基极电流，由于正反馈作用，两管将迅即进入饱合导通状态。可控硅导通之后，它的导通状 态完全依靠管子本身的正反馈作用来维持，即使控制电流（电压）消失，可控硅仍处于导通 状态。控制信号Ugk的作用仅仅是触发可控硅使其导通，导通之后，控制信号便失去控制 作用。单向可控硅的导通需要两个条件：1）、A、K之间加正向电压；2）、G、K之间输入一个正向触发电流信号，无论是直流或脉冲信号。若欲使可控硅关断，也有两个关断条件：1）、使正向导通电流值小于其工作维持电流值；2）、使A、K之间电压反向。可见，可控硅器件若用于直流电路，一旦为触发信号开通，并保持一定幅度的流通电流 的话，则可

3、控硅会一直保持开通状态。除非将电源开断一次，才能使其关断。若用于交流电 路，则在其承受正向电压期间，若接受一个触发信号，则一直保持导通，直到电压过零点到 来，因无流通电流而自行关断。在承受反向电压期间，即使送入触发信号，可控硅也因A、 K间电压反向，而保持于截止状态。可控硅器件因工艺上的离散性，其触发电压、触发电流值与导通压降，很难有统一的标 准。可控硅器件控制本质上如同三极管一样，为电流控制器件。功率越大，所需触发电流也 越大。触发电压范围一般为1.5V3V左右，触发电流为10mA几百mA左右。峰值触发 电压不宜超过10V,峰值触发电流也不宜超过2A。A、K间导通压降为12V。主要工作 参数

4、有正、反向耐压值和正向平均电流、触发电流（电压）值、维持电流值等。可控硅器件的检测：1 ）、用万用表粗测可控硅的好坏。用电阻 x1k 档，正、反向测量 A、 K 之间的电阻值， 均接近无穷大；用电阻X10Q档测量G、K之间的电阻，从十几欧姆至百欧姆，功率越大欧 姆值越小。正、反向电阻值相等或差异极小。说明可控硅的G、K并不像一般三极管的发射 结，有明显的正、反向电阻的差异。这种测量方式是有局限性的，当A、K之间已呈故障开 路状态时，则无法测出好坏。有的G、K间电阻值极小，也难以判别两控制极是否已经短路。2）、较为准确的测量方法，是如图 1 中的右图，为可控硅连接上电源和负载，才能得出 好坏的结

5、论。方法是：将可控硅接入电路，可控硅因无触发信号输入，小灯泡HL1无电流 通路不发光；将 A、G 短接一下再断开，可控硅受触发而导通，并能维持导通（灯泡的额 定电流应大于100mA），灯泡一直发光，直到断开电源。再接通电源时，灯泡不亮。可控硅 器件基本上是好的。3）、可控硅有以下几种损坏情况：a、A、K极间短路或断路；b、G、A极间短路或断路；c、三个电极之间的短路。还有一种损坏情况很让人迷惑（这种状态当然极为少见），用上述1、2种检测方法检测， 可控硅是好的，但接到交流电路中，便失去可控整流作用。故障可控硅在未接受触发信号前， 呈开路状态，是对的。触发电流输入后，可控硅开通了，交流输入的正、

6、负半波都一齐过去 了，单向可控硅成了一只“交流开关”！变频器整流电流中，若有这种情况发生，储能电容 非喷液了不可。可控硅的这种损坏情况，不能用短路或击穿来说明了，只能说这只可控硅已图 2 变频器主电路的可控三相整流电路变频器的主电路的整流电路中，往往采用上三臂单向可控硅和下三臂整流二极管组成 的三相可控整流电路，以代替充电接触器实现上电瞬间对直流回路储能电容的“软充电”控 制。三相可控整流电路的形式如图 2 所示。中功率机型的变频器，整流电路是由三只半控桥模块构成，每只模块内部，含一只整 流二极管和一只单向可控硅器件，每只模块有三个主端子：1，交流输入端；2，可控硅整流 正电压输出端；3、整流

7、负输出端。还有两个触发端子，4，控制栅极引出端；5，阴极控制 线引出端。三相整流电路中对可控硅模块的测量方法：如果是整机停电状态下，对可控硅模块进行测量，可采用图 1 中右图的测试电路。图 3 变频器主电路的可控硅测试电路 1做一个测试器：由小型6V电池1块、6V小电珠1只、万用表的表笔（触碰针）一支和鳄鱼夹 2只，可以组装于肥皂塑料盒或其它适宜的壳体中，那么一只高效准确和使用方便 的“可控硅测试仪”就制作成功了！停掉变频器的整机电源，不需将模块从电路中拆下，整机正常连接状态下，即可对可 控硅模块进行测试了。测试步骤如下：1）、用鳄鱼夹连接任一只可控硅模块的阳极和阴极（注意电池负端的鳄鱼夹连接

8、阴极）， 触碰针不去触碰可控硅的栅极，小电珠不亮。（这时若小电珠亮，说明可控硅已经短路或漏 电坏掉了。）；2）、用触碰针触碰一下可控硅阴极后，小电珠点亮（正常亮度很亮啊）。拿掉触碰针后， 小电珠一直亮。（此时有两种情况，触碰针与栅极接触时，小电珠亮，拿掉触碰针，小电珠 不亮，可控硅内部阴极、阴极间断路损坏；触碰针接触栅极时，小电珠也不亮，可控硅的栅 极、阴极出现断路性损坏。）3）将一只鳄鱼夹脱开连接，小电珠熄灭；再连接鳄鱼夹，小电珠仍不亮。直到触碰针 触碰一下栅极后，小电珠点亮。 测试结束。可控硅是好的，测试过程中，通过小电珠异常的亮/灭状态，已将可控硅的 损坏状态，明白无误地检测出来了。分别

9、用鳄鱼夹连接连接另两只可控硅模块的阳级和阴极，对其进行测试，三只可控硅 的好坏情况便一目了然了。这种检测方法最为安全可靠，操作简便。测试的准确度也较高。变频器可控硅整流电路的上电检测，检测电路见下图：图 4 变频器主电路的可控硅测试电路 2为变频器供入 380V 维修电源（隔离变压器提供），为了测试电压值的方便，可将 P、 P1 端子短接线拆除（也可以不拆），在整流输出的正、负端连接两只灯泡，灯泡的功率值越 大越好，用 1000W 的更好，测试准确度会高一些。用二极管和电阻串接构成简单的触发电路，串二极管的目的，使可控硅栅极不承受反 向电压。当用“触发电路”短接可控被测试可控硅的阳极和栅极时，

10、会出现以下两种情况：1）、灯泡亮度正常，此时测量灯泡两端的直流电压值，为380X0.45=170V （半波整流 值）。触发电路一直连接也没有问题， 1k10W 电阻无温升。连接触发电路，灯泡即显示正常 亮度，断开触发电路，灯泡即灭。说明可控硅模块是好的；2）连接触发电路，亮度微弱，说明灯泡电流是通过1k10W电阻供给的，电阻有温升， 不要长时间连接，以免烧毁。如果测试灯泡两端的电压，仅为几十伏。说明模块坏掉，不能 被正常触发。这种测试方法，通过灯泡的亮度来判断可控硅的好坏，准确度还是可以的，但测试上 不如第一种方法简便和安全，是带电操作的，一定要注意安全！三只模块也可以一只一只地 测量。同时测量不准的。旷野之雪 2010-3-23