双向可控硅(Bidirectional Controlled Rectifier)是半导体器件的一种,由于它具有双向导通的功能,因此在交流电路中得到广泛应用。它由四层PNPN组成,有两个PN结,一个NPNP结,这三个结构之间以J1、J2和J3表示,控制端用G表示,同时有两个电极A和K。
这种器件可以实现单相交流电源的电压变化控制,其工作过程如下:当有正半周交流电流通过A、K电极时,J1结(A端为P,K端为N)反向导通,电势降到J2结上,使J2结也反向导通,这样整个器件就变成一个全反向的开路状态。此时,控制端施加正向电压,使它与P层连接,触发J3结(G端为正)使其导通,形成一个正向的电阻,这样电路就通了。
而当负半周的交流电流通过A、K电极时,情况与正半周时刚刚相反。
因为双向可控硅具有双向导通的功能,当器件在工作过程中,一旦电流通过导通状态转变至截止状态时,电流会突然降为零,产生大的电感反压,并产生一个大的电容电压,这些电感电容组成一个谐振回路,使得器件火花发生后仍然继续传导,从而导致难以关断。
为了解决双向可控硅的这个关断问题,第一种方法是加装二极管来限制电容电压的上升速度。将二极管的阳极连接到G端,阴极连接到P或N极,这样在熄火后,二极管就可以为电容放电,使电容上升的速度缓慢,从而有效地避免谐振。
第二种方法是加装电阻和电容来形成降压电路,也被称为瞬态电压抑制器(Transient Voltage Suppressor)。在电路中加入一个适当的电阻和电容,可以起到降低噪声和干扰的作用,从而解决关断问题。
在使用双向可控硅时,需要注意其额定功率和额定电压等参数,这样才能使其在工作过程中更加稳定可靠。此外,由于双向可控硅属于半导体类器件,需要注意它的保护措施,如避免超过其最大可承受电压,避免短路,避免过载等。