郝敬團 孫元寶 劉廣龍 季 峰 楊宏偉 孟慶樞

（1.徐州空軍學院，徐州 221000；2.73825部隊，徐州 221116）

雙向可控硅在油料化驗電器中的應用及其檢測

郝敬團1孫元寶1劉廣龍1季 峰1楊宏偉1孟慶樞2

（1.徐州空軍學院，徐州 221000；2.73825部隊，徐州 221116）

分析雙向可控硅的特性、交流調壓的電路原理，介紹可控硅在油料化驗電器調壓電路中的應用、常見故障分析及其質量判斷。

雙向可控硅；調壓；檢測

雙向可控硅是一種新型的半導體導電開關，它具有耐壓高、體積小、質量輕、功耗低、效率高、壽命長、動作快以及使用方便等優(yōu)點，主要應用于無觸點開關、電機調速、功率負載的調壓及穩(wěn)壓、變頻及控制等方面。目前，可控硅在油料化驗電器中應用比較廣泛，如電熱套、水份測定儀、蒸餾測定儀、閃點測定儀、油浴滴點測定儀調節(jié)溫升速率，寬溫度滴點測定儀、腐蝕測定儀恒溫控制等均采用雙向可控硅調壓控制，本文介紹采用雙向可控硅作為控溫核心器件來實現調壓的電路及其檢測。

1 雙向可控硅的特性

雙向可控硅是五層半導體元件，共有4個PN結。在分析其工作原理時，可以將其看作是由2個單向可控硅反向并聯，只有一個控制極的三個接線端子的元器件，其等效圖解如圖1所示。

圖1 雙向可控硅的等效圖解

不管在T1電極、T2電極加上何種極性的電壓，只要在控制極G輸入1個觸發(fā)脈沖，雙向可控硅均可導通，由于雙向可控硅正、反特性具有對稱性，所以它可在任何方向導通，是一種理想的交流開關。一旦可控硅導通后，即使控制極G的電流消失，可控硅仍然能夠維持導通狀態(tài)?？煽毓杈哂袑ê完P斷兩種工作狀態(tài)，控制系統(tǒng)正是利用可控硅的這種特性來調壓。

2 雙向可控硅交流調壓電路原理

2.1 電路原理

雙向可控硅交流調壓電路原理如圖2所示。圖中F為熔斷器，對整個線路起保護作用，RL是負載電熱絲，R1和C1起到濾波作用，它對于電路中的尖脈沖等干擾超過額定的數值量都能有效地吸收。采用一種常用的觸發(fā)電路，即雙向觸發(fā)二極管VD觸發(fā)雙向可控硅SCR進行調壓。

當調壓器接入交流電時，交流電源的在正半周時，通過負載電阻RL、電位器W、電阻R2、R3向電容C1、C2充電，當充電電壓達到雙向觸發(fā)二極管（VD管）的峰值電壓時，雙向觸發(fā)二極管（VD管）由截止變?yōu)閷?進而觸發(fā)雙向可控硅SCR的控制極，使可控硅導通，電熱絲RL通電加熱?？煽毓鑼ê蟮墓軌航抵梁艿停ㄒ话悖?V），電容 C2、C3兩端電壓下降到很小數值，當電源電壓下降到零時，雙向可控硅截止，電熱絲RL停止工作。

當交流電源在負半周時，通過負載電阻RL、電位器 W、電阻 R2、R3向電容 C1、C2反向充電，當充電電壓達到雙向觸發(fā)二極管（VD管）的峰值電壓時，雙向觸發(fā)二極管（VD管）由截止變?yōu)閷?進而觸發(fā)雙向可控硅SCR的控制極，使可控硅也導通，電熱絲RL也通電加熱?？煽毓鑼ê蟮墓軌航岛艿停ㄒ话悖?V），電容 C2、C3兩端電壓下降到很小數值，當電源電壓上升到零時，雙向可控硅截止，電熱絲RL停止工作。如此周而復始。

改變電位器W的阻值可以改變電容的充放電速率，從而改變雙向可控硅的導通角，即改變負載上的輸出電壓，達到實現調節(jié)溫升速率的目的。

圖2 雙向可控硅交流調壓電路原理

2.2 電子元器件參數

各參數如下：

3 雙向可控硅發(fā)生故障后常見現象

雙向可控硅偶爾也會出點狀況，發(fā)生故障后的儀器常見現象主要有以下三種情況：

（1）如果化驗儀器溫升速度較慢，調節(jié)電位器旋鈕，顯示電壓只有一半可調，如在0～110V范圍內連續(xù)可調，110～220V范圍內不能連續(xù)調節(jié)；或者電壓在0～110V范圍內不可連續(xù)調節(jié)，而在110～220V可連續(xù)調節(jié)。這是由于雙向可控硅中的某一方向損壞斷路所致。

（2）如果化驗儀器溫升速度較快，電爐絲紅熱且亮度較高，調節(jié)電位器旋鈕，電壓始終為220V，不可連續(xù)調節(jié)。這是由于雙向可控硅雙向損壞短路所致。

（3）如果化驗儀器沒有溫升，電爐絲不紅熱，調節(jié)電位器旋鈕，電壓始終為0V，不可調節(jié)。這是由于雙向可控硅雙向損壞斷路所致。

4 雙向可控硅的質量檢測

如果發(fā)現以上故障，應對雙向可控硅電極間阻值及觸發(fā)特性進行檢測，判斷其好壞，以BTA16-600B為例。

（1）電極間阻值的測量

首先斷開電源開關,將萬用表置于“Ω檔”,量程選為RΧ1K檔，短接測試儀表的“+”和“-”端兩表筆校表,使指針歸零。斷開雙向可控硅的控制極G和T1、T2之間的連線，將萬用表的一根測試線連接一電極，另一根測試線接另一電極，測量SCR元件極間電阻，對調測試線，反向測量SCR元件極間電阻，控制極G和T1間正反向電阻應為幾百歐，如果電阻接近零，表明SCR損壞?？刂茦OG和T2間正反向電阻應為無窮大，如果電阻接近零，表明SCR損壞。T1和T2間正反向電阻應為無窮大，如果接近零，表明SCR損壞。

（2）觸發(fā)特性檢測

如果控制極G和T1間正反向電阻為幾百歐，控制極G和T2間正反向電阻為無窮大，T1和T2間正反向電阻為無窮大，還需進一步檢測其觸發(fā)性，將萬用表置于“Ω檔”,量程選為RΧ1檔,短接測試儀表的“+”和“-”端兩表筆校表,使指針歸零。將萬用表的負表筆測試線連接T1極,正表筆測試線接T2極,此時阻值為無窮大，用導線將T2控制極G相連，相當于給G極加上負觸發(fā)信號，此時所測阻值應為幾百歐姆，證明雙向可控硅已觸發(fā)導通，將T2控制極G斷開，電阻值若保持短時不變，說明雙向可控硅在T2→T1方向上能維持導通狀態(tài)。在將萬用表的正表筆測試線連接T1極，負表筆測試線接T2極，此時阻值為無窮大，用導線將T2控制極G相連，相當于給G極上加上正觸發(fā)信號，此時所測阻值應為幾百歐姆，證明雙向可控硅已觸發(fā)導通，將T2與控制極G斷開，電阻值若保持短時不變，說明雙向可控硅在T1→T2方向上能維持導通狀態(tài)，具有雙向觸發(fā)性能，可控硅完好。

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On the Application and Testing of Bidirectional Thyristor in Oil Testing Appliances

HAO Jing-tuan1SUN Yuan-bao1LIU Guang-long1Ji Feng1YANG Hong-wei1MENG Qing-shu2

(1.Xuzhou Air Force Academy,Xuzhou 221000;2.Army 73825,Xuzhou 221116)

The paper analyzes the features of bidirectional thyristor and the working principle of AC voltage regulator.The application of silicon-controlled rectifier in the circuit of the oil testing appliances is introduced.The common faults and quality judgment are also discussed.

bidirectional thyristor；voltage rectification；testing

TE624

A

1673-1980（2011）06-0157-02

2011-07-30

郝敬團（1974-），男，江蘇徐州人，實驗師，研究方向為儀器分析。