三端双向晶闸管的功耗计算和Tjmax预测
晶闸管和双向可控硅应用规则
晶闸管和双向可控硅应用规则闸流管闸流管是一种可控制的整流管，由门极向阴极送出微小信号电流即可触发单向电流自阳极流向阴极。
导通让门极相对阴极成正极性，使产生门极电流，闸流管立即导通。
当门极电压达到阀值电压 VGT，并导致门极电流达到阀值 IGT，经过很短时间tgt（称作门极控制导通时间）负载电流从正极流向阴极。
假如门极电流由很窄的脉冲构成，比方说 1μs，它的峰值应增大，以保证触发。
当负载电流达到闸流管的闩锁电流值 IL 时，即使断开门极电流，负载电流将维持不变。
只要有足够的电流继续流动，闸流管将继续在没有门极电流的条件下导通。
这种状态称作闩锁状态。
注意，VGT，IGT 和 IL 参数的值都是 25℃下的数据。
在低温下这些值将增大，所以驱动电路必须提供足够的电压、电流振幅和持续时间，按可能遇到的、最低的运行温度考虑。
规则 1 为了导通闸流管（或双向可控硅），必须有门极电流≥IGT ，直至负载电流达到≥IL 。
这条件必须满足，并按可能遇到的最低温度考虑。
灵敏的门极控制闸流管，如BT150，容易在高温下因阳极至阴极的漏电而导通。
假如结温 Tj 高于 Tjmax , 将达到一种状态，此时漏电流足以触发灵敏的闸流管门极。
闸流管将丧失维持截止状态的能力，没有门极电流触发已处于导通。
要避免这种自发导通，可采用下列解决办法中的一种或几种：1. 确保温度不超过 Tjmax。
2. 采用门极灵敏度较低的闸流管，如 BT151，或在门极和阴极间串入 1kΩ或阻值更小的电阻，降低已有闸流管的灵敏度。
3. 若由于电路要求，不能选用低灵敏度的闸流管，可在截止周期采用较小的门极反向偏流。
这措施能增大 IL。
应用负门极电流时，特别要注意降低门极的功率耗散。
截止（换向）要断开闸流管的电流，需把负载电流降到维持电流 IH 之下，并历经必要时间，让所有的载流子撤出结。
在直流电路中可用“强迫换向”，而在交流电路中则在导通半周终点实现。
（负载电路使负载电流降到零，导致闸流管断开，称作强迫换向。
三端双向交流开关
三端双向交流开关(TRIAC=TRIode（三端）AC semiconductor switch）实质上是双向晶闸管,它是在普通晶闸管的基础上发展起来的，它不仅能代替两只反极性并联的晶闸管，而且仅用一个触发电路，是目前比较理想的交流开关器件。
其英文名称TRIAC就是三端双向交流开关的意思。
尽管从形式上可以把双向晶闸管看成两只普通晶闸管的组合，但实际上它是由七只晶体管和多只电阻构成的功率集成器件。
小功率双向晶闸管一般采用塑料封存装，有的还带小散热极。
典型产品有BCM1AM（1A/600V）、BCM3AM（3A/600V）、2N6075（4A/600V）、MAC218-10（8A/800V）等。
大功率双向晶闸管大多采用RD91型封装，例如 BTA40-700型的主要参数是：IT=40A，VDRM=700V，IGT=100mA。
编辑本段组成材料双向晶闸管（TRIAC）是由NPNPN五层半导体材料构成的，相当于两只普通晶闸管反相并联，它也有三个电极，分别是主电极T1、主电极T2和栅极G。
与单向晶闸管相比较，双向晶闸管的主要区别是：在触发之后是双向导通的；触发电压不分极性，只要绝对值达到触发门限值即可使双向晶闸管导通。
与单向晶闸管相比较，双向晶闸管的主要区别是：①在触发之后是双向导通的；②触发电压不分极性，只要绝对值达到触发门限值即可使双向晶闸管导通。
双向晶闸管可广泛用于工业、交通、家电领域，实现交流调压、交流调速、交流开关、舞台调光、台灯调光等多种功能。
此外，它还被用在固态继电器和固态接触器的电路中。
编辑本段选用须知在选用三端双相可控硅（TRIAC）,需要考虑以下4个方面的因素：1、三端双相可控硅的耐压：Vdrm=电源电压的2-3倍，如电源电压AC=220V,则Vdrm>=600V。
2、三端双相可控硅的允许电流：在无浪涌冲击电流（如加热器负载）必须至少>=1.3-1.5倍的负载电流；但当有浪涌冲击电流（如马达负载）时，必须综合考虑环境温度、冲击电流的峰值、散热器的尺寸等。
双向晶闸管BCR3AM（3A／600V）的检测方法
双向晶闸管BCR3AM（3A／600V）的检测方法下面采用这两种方式进行判别，并以最常见的小功率双向可控硅为例。
(1)判别电极首先确定T2：两支表棒随意接触管子的任意两个电极，并轮流改换接法，直至找到显示值为0．1～1V(该电压在此记为T1与G之间的压降Ugt1)时，空置的电极即为T2。
其次确定T1与G2用红表棒接触T2，黑表棒接触其余两极中的任一个(暂且假定为T1)，万用表应显示溢出。
接着将红表棒滑向另一电极(暂且假定为G)，使得红表棒短接这两个电极，如果显示值比Ugt1略低，说明管子已被触发导通(I+触发方式)，证明以上假定成立，即黑表棒接的即是T双向可控硅1。
如果在红表棒滑向另—极后显示值为Ugt1，则只需将黑表棒改接至另一未知极重复上述步骤，定能得出正确结果。
(2)触发性能判别双向晶闸管需要考察两个方向的工作状况，下面分别介绍。
红表棒接T2，黑表棒接T1，此时应显示溢出(关断状态)。
把红表棒滑向G，并且使T2与G这两极接通，此时管子将进入导通状态，应显示比Ugt1略低的数值。
接着，在红表棒不断开T2的前提下而脱离G，对于触发灵敏度高、维持电流小的管子来说，此时管子仍然维持导通状态，显示值比触发导通时的略大，但低于Ugt1。
再用红表棒接触T1、黑表棒接解T2，此时应显示溢出。
在黑表棒短接T2、G两极时，管子将导通，显示值比Ugt1略低。
与上个方向相同，当黑表棒脱离G后，那些触发灵敏度高、维持电流小的管子将仍然保持导通状态。
实测一只TO-220封装的双向晶闸管BCR3AM(3A／600V)，首先判别电极：红、黑表棒在管子任意两电极间测量，当测得为0．578V即Ugt1时，便确定未与表棒相接的一极为T2。
该管子本身带有一块小型散热片，通常它与T2极相连，此特征也可作为判别T2的依据。
作为验证，测得T2与散热片间为0V，故T2判别正确。
又将红表棒接T2，黑表棒任接其余两极之一，此时显示溢出。
在红表棒短接T2和悬空的电极时显示0．546V，该电压小于Ugt1=0．578V，故黑表棒所接为T1，另一极则为G。
3CT4S TRIACS 双向晶闸管说明书
封 装 Package 包 装 PackagingTO-220 袋装 Bag TO-220HFTO-126TO-126绝对最大额定值 ABSOLUTE RATINGS (T C =25℃)项 目 Parameter符 号Symbol 试 验 条 件 Condition数 值Value 单位Unit重复峰值断态电压Repetitive peak off-state voltage V DRM±600 ±800 V 通态方均根电流On-state RMS current I T(RMS)full sine wave 4 A full sine wave ,t=20ms 25 A 非重复浪涌峰值通态电流Non- repetitive surge peak on-state current I TSMfull sine wave ,t=16.7ms 27AI 2t t =10ms 3.1 A 2s 通态电流临界上升率Repetitive rate ofrise of on-state current after triggering dI/dtI TM =6A, I G =0.2A, dI G /dt=0.2A/μs50 A/μs 峰值门极电流 Peak gate current I GM 2 A 峰值门极电压 Peak gate voltage V GM 5 V 峰值门极功率 Peak gate power P GM 5 W 平均门极功率 Average gate power P G(AV)over any 20ms period0.5W存储温度 Storage temperatureT stg -40~150 ℃ 操作结温Operation junction temperatureT VJ125 ℃电特性 ELECTRICAL CHARACTERISTIC (T C =25℃)项 目 Parameter符 号 Symbol测 试 条 件 Condition最小Min典型 Typ 最大 Max 单位UnitV DM =V DRM , Tj=25℃, gate open - - 10 μA 峰值重复断态电流 Peak Repetitive Blocking CurrentI DRMV DM =V DRM , Tj=125℃, gate open - -0.5 mA峰值通态电压Peak on-state voltageV TM I TM =5A - 1.4 1.7 VMT1(-),MT2(+),G(+)- - 10 mA MT1(-),MT2(+),G(-)- - 10 mA MT1(+),MT2(-),G(-)- - 10 mA 门极触发电流Gate trigger currentI GTV DM =12V,R L =100ΩMT1(+),MT2(-),G(+)- - 25 mA MT1(-),MT2(+),G(+)- 0.7 1.5 V MT1(-),MT2(+),G(-)- 0.7 1.5 V 门极触发电压Gate trigger voltage V GTV DM =12V,R L =100ΩMT1(+),MT2(-),G(-)- 0.7 1.5 V维持电流Holding current I H V DM =12V, I GT =0.1A - - 15 mAMT1(-),MT2(+),G(+)- - 25 mA MT1(-),MT2(+),G(-)- - 25 mA 擎住电流Latching current I LV DM =12V,I GT =0.1AMT1(+),MT2(-),G(-)- - 25 mA 断态临界电压上升率 Rise of off- state voltage dV/dtV DM =67% V DRM(MAX), Tj=125℃, gate open - 50 -V/μs 门极开通时间Gate controlled turn-on timetgt I TM =6A, V DM =V DRM(MAX), I G =0.1A, dI G /dt=5A/μS- 2 -μs 热特性THERMAL CHARACTERISTIC项 目 Parameter 符 号 Symbol条 件 Condition最小Min典型Typ 最大Max 单位Unitfull cycle(TO-220)3.0 ℃/W full cycle(TO-220HF)4.5 ℃/W 结到管壳的热阻Thermal resistance junction to caseR th(j-c) full cycle(TO-126)4.0℃/W 电绝缘特性ELECTRICAL ISOLATION项 目 Parameter 符 号Symbol条 件 Condition数 值Value 单位Unit 绝缘电压Isolation voltageV ISOL 1 minute, leads to mounting tab TO-220HF2000V特征曲线 ELECTRICAL CHARACTERISTICS (curves)P tot - I T(RMS)I T(RMS) - T c态峰值耗散功率P t o t (W )通态方均根电流I T （RM S ）(A )通态方均根电流I T （RMS ）（A ）基座温度T c (℃)I TSM - tpI T(RMS)- ts通态浪涌电流I T S M (A )通态方均根电流I T （R M S ）(A )脉冲宽度tp(ms)冲击持续时间ts(s)I GT (Tj)/I GT (25℃) - TjV TM - I T比值I G T (T j )/I G T (25℃)电流I T (A )结温Tj(℃)通态压降V TM (V)TO-220 单位Unit ：mmTO-220HF 单位Unit ：mmTO-126 单位Unit ：mm注意事项 NOTE1.吉林华微电子股份有限公司的产品销售分为直销和销售代理，无论哪种方式，订货时请与公司核实。
单片机控制双向晶闸管三相调压接口设计
单片机控制双向晶闸管三相调压接口设计
本文设计了一款使用单片机（MCU）控制的双向晶闸管三相调压接口，该接口可应用于多种调压等级的三相负载中，可有效改善传输设备的能量利用率，并能够满足客户不同用电需求，提高企业的运行效率。
该接口采用一个双向晶闸管（Power MOSFET），可有效控制三角形和平衡的三相输出的电压，使负荷的电压稳定。
MCU将通过内部算法实现调压控制，输入PID参数调和实现预期的调压设置，并根据当前负载及其他用电量评估实现电压调节，以满足使用者的要求。
此外，该接口可通过RS485或其他通信接口，将参数传递到客户端，并通过服务器下发命令，对负载电压做出调节和调整，以满足客户不同负荷电压需求。
该接口具有节能保护功能，可防止由于短路，过流，欠压等情况造成的过载，支持自动断开功能，当发生异常时，立即断开电路，保护负荷及设备。
此外，该接口还装有过压，欠压，过流等超调功能，它们可以补救特定环境下输出电压控制故障，监测用电量，并根据用电量给晶闸管进行调节，以改善运行效率。
综上所述，本文设计的双向晶闸管三相调压接口可有效地提高传输设备的性能、
能量使用效率和使用者的实际操作及环境的效率，为企业的可持续发展持续奠定了坚实的基础。
双向晶闸管的原理及选择
双向晶闸管的原理及选择
双向晶闸管（Bilateral SCR）是一种特殊的晶闸管，它能够从两个方向（正向和反向）进行控制和导通。
其工作原理和一般晶闸管相似，但具有双向导通的特点。
其原理如下：
1. 双向晶闸管由两个晶闸管串联而成，一个为NPN型（正向导通），另一个为PNP型（反向导通）。
2. 当双向晶闸管的正向输入电压大于其触发电压时，NPN型晶闸管导通，通过反馈作用使得PNP型晶闸管也导通，形成一个完整的导通通道。
3. 当双向晶闸管的反向输入电压大于其触发电压时，PNP型晶闸管导通，通过反馈作用使得NPN型晶闸管也导通，形成一个完整的导通通道。
双向晶闸管的选择要考虑以下几个因素：
1. 电压和电流要求：根据应用场景的电压和电流需求选择适当的双向晶闸管。
通常，需要选取额定电压和电流远高于实际工作条件的双向晶闸管。
2. 触发电压和电流：双向晶闸管的触发电压和电流也是需要考虑的因素。
触发电压和电流应与控制电路相匹配。
3. 响应时间：某些应用场景对响应时间有较严格的要求，因此需要选择响应时间较短的双向晶闸管。
4. 耐压能力：双向晶闸管需要具备足够的耐压能力，以应对应用中可能出现的过电压情况。
另外，双向晶闸管还需要考虑一些其他因素，如温度特性、阻断能力、芯片尺寸等。
根据具体的应用场景和需求，选择适当的双向晶闸管是非常重要的。
三端双向可控硅进行可靠操作的设计规则
三端双向可控硅进行可靠操作的设计规则1，正确触发要打开一个双向可控硅开，栅极驱动电路必须提供一个“活力”的栅极电流来保证快速有效的触发。
栅极电流的振幅：门极电流（IG）要比指定的最大门触发电流高得多(IGTmax)。
此参数是温度Tj = 25度时给定的。
在较低的温度下，用曲线表现为门极触发电流随温度的相对变化。
设计预期的最低工作温度的栅极驱动。
高IG值提供了一个高效触发（看§2）。
作为一个实际的原则，我们建议：门电路的设计：VOL = output voltage of the microcontroller (at 0 logic level) VOL=微处理器的输出电压VG = voltage across the gate of the triac. Take the specified VGT. 在双向晶闸管的栅极电压。
采取指定的VGTIG = required gate current (IG > 2. IGT max)所需的栅极电流栅极电流持续时间：（对于ON-OFF开关）脉宽的操作可以明显的降低栅极驱动功耗。
采用栅电流Ig直到负载电流达到闭锁电流（IL）建议使用连续的栅极直流电流，避免流过的负载电流(IT < 50 or 100 mA)低于维持电流和擎住电流而引起电流的不连续性。
象限：在新的项目中，为了是双向可控硅高性能运行，应避免在第4象限工作，仅在指定的1、2、3象限。
2，平滑导通当可控硅导通，确保了通态电流上升率不超过规定的最高值。
例如在有缓冲网络跨接在双向可控硅时，在电容放电的情况下，检查这一点是非常重要的。
如果di / dt的超过规定值，然后栅区周围的电流密度过高时，产生过热。
高重复性的di / dt可能引起硅晶片的逐步退化，引起栅极电流的增加和阻断能力的丧失。
在大多数情况下开关零电压大大降低了通态di / dt和浪涌电流。
提醒：&一个强大的栅极电流提高了可控硅的di / dt的能力，并提高通态的换向的可靠性：IG >> IGT (at least 2 or 3 times IGT max，至少2或3倍IGT max)。
双向晶闸管调功电路
双向晶闸管调功电路引言双向晶闸管调功电路是一种广泛用于交流电调节和控制的电路。
本文将对双向晶闸管调功电路的原理、结构和应用进行全面详细的探讨。
二级标题1三级标题1.1在双向晶闸管调功电路中，晶闸管是起关断和导通的作用。
晶闸管具有双向导电性，能够在正向和反向导电。
通过适当的控制信号，可以实现对交流电的调节和控制。
三级标题1.2双向晶闸管调功电路由晶闸管、电感、电容和负载等组成。
晶闸管可根据控制信号的变化来实现开关的动作，电感和电容则起到滤波和稳压的作用。
负载则是电路中需要被控制的对象，可以是电动机、加热器等。
二级标题2三级标题2.1双向晶闸管调功电路主要用于交流电的调节和控制。
通过控制晶闸管的导通和关断状态，可以实现对交流电的功率控制，从而实现对负载的调节。
三级标题2.2双向晶闸管调功电路具有以下特点： - 调功范围广：能够实现对交流电的平滑连续调节，调节范围广泛。
- 响应速度快：晶闸管的导通速度快，响应速度高。
- 控制精度高：通过控制晶闸管的导通角度和延迟角度，可以实现非常精确的功率控制。
二级标题3三级标题3.1双向晶闸管调功电路在实际应用中具有广泛的用途，包括但不限于以下几个方面：1. 交流电调节：在工业生产中，一些负载需要根据需求自动调整功率，双向晶闸管调功电路可以实现对交流电的平滑调节，满足不同负载的功率需求。
2. 电机控制：电机作为一种常用的负载设备，在双向晶闸管调功电路中可以得到精确的控制。
通过对晶闸管的控制，可以实现电机的启动、停止、调速等功能。
3. 温度控制：加热器、烤箱等温度控制设备也可以通过双向晶闸管调功电路进行控制。
通过对电路中晶闸管的控制，可以实现对温度的精确控制和调节。
三级标题3.2需要注意的是，在使用双向晶闸管调功电路时应注意以下几点： - 过电压保护：在电路中应加入过电压保护电路，以避免晶闸管受到过大的电压冲击而损坏。
-过电流保护：引入过电流保护装置，以保护负载和电源不受过大的电流冲击。
晶闸管功率计算
晶闸管功率计算（原创版）目录1.晶闸管功率计算概述2.晶闸管的结构和工作原理3.晶闸管的功率计算方法4.晶闸管功率计算的实际应用5.结论正文一、晶闸管功率计算概述晶闸管，作为一种常见的半导体器件，具有电压控制的开关特性。
在工业生产和电气设备中，晶闸管被广泛应用于交直流转换、整流、逆变等电路，以实现对电压、电流的控制。
对于晶闸管功率的计算，是分析和设计电气设备的关键环节，也是评估晶闸管性能的重要手段。
二、晶闸管的结构和工作原理晶闸管，又称为双向硅控整流器（SCR），具有三个端子：阳极（Anode，A）、阴极（Cathode，K）和控制极（Gate，G）。
晶闸管的内部结构包括 PN 结和 N 层、P 层，通过控制极电流，可以实现对阳极和阴极之间的电流流动进行控制。
三、晶闸管的功率计算方法晶闸管的功率计算主要包括直流功率和交流功率两方面。
1.直流功率计算晶闸管的直流功率计算公式为：P_dc = U_dc × I_dc其中，P_dc 表示直流功率，U_dc 表示直流电压，I_dc 表示直流电流。
2.交流功率计算晶闸管的交流功率计算需要考虑电流和电压的波形，以及晶闸管的工作状态。
当晶闸管工作在整流状态时，交流功率计算公式为：P_ac = 2 × U_ac × I_av其中，P_ac 表示交流功率，U_ac 表示交流电压的有效值，I_av 表示交流电流的有效值。
当晶闸管工作在逆变状态时，交流功率计算公式为：P_ac = U_ac × I_av × cosφ其中，cosφ表示功率因数，取值范围为 0~1。
当功率因数为 1 时，表示晶闸管工作在最佳状态。
四、晶闸管功率计算的实际应用在实际应用中，晶闸管的功率计算结果可以为工程师提供重要参考，以确保晶闸管在不同工作条件下都能正常运行。
此外，根据晶闸管的功率计算结果，工程师还可以选择合适的晶闸管型号，以满足电气设备的性能要求。
双向晶闸管
三、在功率管领域，逐步有国内的企业技术水平上升到MOS工艺，MOSFET的产业有一定规模，进入21世纪后， 这类器件的产品已批量进入市场，几十安培、200V的器件在民用产品上获得了广泛应用，进口替代已然开始。
工作原理
结构示意图双向晶闸管与单向晶闸管一样，也具有触发控制特性。不过，它的触发控制特性与单向晶闸管有 很大的不同，这就是无论在阳极和阴极间接入何种极性的电压，只要在它的控制极上加上一个触发脉冲，也不管 这个脉冲是什么极性的,都可以使双向晶闸管导通。由于双向晶闸管在阳、阴极间接任何极性的工作电压都可以实 现触发控制，因此双向晶闸管的主电极也就没有阳极、阴极之分，通常把这两个主电极称为T1电极和T2电极，将 接在P型半导体材料上的主电极称为T1电极，将接在N型半导体材料上的电极称为T2电极。由于双向晶闸管的两个 主电极没有正负之分，所以它的参数中也就没有正向峰值电压与反同峰值电压之分，而只用一个最大峰值电压， 双向晶闸管的其他参数则和单向晶闸管相同。
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产品简介
双向晶闸管的伏安特性曲线具有对称性，如图1所示 。 图1结构图
的伏安特性曲线
由于双向晶闸管正、反特性具有对称性，所以它可在任何一个方向导通，是一种理想的交流开关器件。 伏安特性曲线
检查方法
检查双向晶闸管的好坏：双向晶闸管作电子开关使用，能控制交流负载(例如白炽灯)的通断，根据白炽灯的 亮灭情况，可判断双向晶闸管的好坏。将220V交流电源的任意一端接T2，另一端经过220V、100W白炽灯接T1。触 发电路由开关S和门极限流电阻R组成。S选用耐压220VAC的小型钮子开关或拉线开关。R的阻值取100~330Ω，R 值取得过大，会减小导通角。
双向晶闸管(triac)说明
双向晶闸管(triac)说明引言双向晶闸管（Tr ia c）是一种用于交流电路的半导体器件。
它具有双向导通的特性，可以在正半周和负半周均实现导通，广泛应用于调光、速度控制、温度控制等领域。
本文将全面介绍双向晶闸管的结构、工作原理、特性以及应用。
一、双向晶闸管的结构双向晶闸管是一种四层P NP N结构的器件，由两个晶闸管串联组成。
它有三个电极：主端子M T1、M T2和门控端子G。
这些电极通过金属触点与P NP N结构连接。
二、双向晶闸管的工作原理1.双向导通当M T1和M T2之间施加正向电压时，两个晶闸管中的一个将进入导通状态，电流可以从MT1流向MT2，也可以从MT2流向M T1。
双向晶闸管因此可以实现双向导通。
2.门控信号双向晶闸管的工作状态由门控信号控制。
当门控端施加正脉冲电压时，晶闸管进入导通状态；当门控端施加负脉冲电压时，晶闸管进入关断状态。
3.触发方式的选择双向晶闸管可以通过两种方式触发：-零电压触发：只有在交流电压的绝对值为零时，才能实现双向晶闸管的导通。
触发方式简单，但对电压变化敏感，容易误触发。
-零电流触发：只有在电流为零时，才能实现双向晶闸管的导通。
它能够减少对电压变化的敏感度，更为可靠。
三、双向晶闸管的特性1.导通特性双向晶闸管具有低导通压降和高调制深度的特点。
在导通状态下，双向晶闸管的电压降低，从而减少了功耗；同时，它还具有较高的调制深度，可以实现更精确的控制。
2.关断特性双向晶闸管在关断状态下具有较高的绝缘耐压和快速关断能力。
在关断状态下，它可以有效地隔离电路，防止电流的回流。
3.温度特性双向晶闸管的导通能力随着温度的升高而改变。
在高温环境下，它的导通能力会降低，因此在实际应用中需要考虑散热措施。
四、双向晶闸管的应用双向晶闸管广泛应用于以下领域：1.调光控制：双向晶闸管可以通过控制导通时间来实现调光功能，被广泛应用于家庭照明和舞台灯光等领域。
2.电动工具调速：利用双向晶闸管的调光特性，可以实现电动工具的调速和输出功率控制。
三象限双向晶闸管
三象限双向晶闸管1.引言1.1 概述概述部分通常用来向读者介绍文章所涉及的主题，并概述文章内容和目的。
在本文中，我们将讨论三象限双向晶闸管的原理和特点。
三象限双向晶闸管是一种特殊类型的电子器件，它具有双向导通的能力，可以实现正向和反向的电流传导。
与传统的单向晶闸管相比，三象限双向晶闸管具有更广泛的应用领域和更高的性能优势。
本文旨在深入探讨三象限双向晶闸管的原理和特点，并探讨其在电力电子领域中的应用前景。
首先，我们将介绍三象限双向晶闸管的工作原理，包括其内部结构和电流传导机制。
然后，我们将详细讨论三象限双向晶闸管相对于传统晶闸管的一些突出特点，如双向导通能力、高速开关性能和低功耗特性等。
在应用前景部分，我们将重点介绍三象限双向晶闸管在电力电子领域中的潜在应用。
由于其高效能和可靠性，三象限双向晶闸管在变频器、交流电驱动、电动汽车充电桩等领域具有广泛的应用前景。
我们还将探讨其在能源转换和节能减排方面的潜在贡献。
最后，在总结部分，我们将对三象限双向晶闸管的原理、特点和应用进行综合评估，并对未来的发展趋势进行展望。
通过本文的阅读和理解，读者将能够全面了解三象限双向晶闸管的重要性和潜力，为其在电力电子领域的应用提供有力的支持和推动。
综上所述，本文将从三个方面对三象限双向晶闸管进行深入剖析，旨在增进读者对该器件的了解，并为其在电力电子领域中的应用提供有益的参考和指导。
1.2文章结构文章结构部分的内容可以包括以下内容：本文主要分为引言、正文和结论三个部分。
下面将对各个部分的内容进行详细介绍。
引言部分主要包括概述、文章结构和目的三个方面。
首先，我们将对三象限双向晶闸管进行概括性的介绍，包括其基本概念和主要特点。
其次，对本文的结构进行说明，明确各个部分的内容安排和目的。
正文部分将着重介绍三象限双向晶闸管的原理和特点。
其中，2.1节将详细解释三象限双向晶闸管的工作原理，包括其电路结构和工作过程。
2.2节将主要阐述该器件的特点和优势，比如其快速响应速度、低功耗、可靠性等方面的特点。
双反星型变压器及三相全控桥用晶闸管计算公式
1.079559
三相全控桥 双反星型整流
双反星型整流 三相全控桥
27.5
47.63
658.8848341 A 425.6399283
二次线电压
பைடு நூலகம்
80 1 1 0.9 1.17 0.966 0.866 0.05
U2l=1.732* U2e = 144.3923 V 变压器二次电流计算
I21=KI2*Id1 =
867 A
I22=KI2*Id2
=
867 A
其中：
Id1= 3000
KI2= 0.289
Id2= 3000
KI2= 0.289
元件数目
△ U-每只晶闸管通态电压降
B-电网电压波动系数
系数
D(α)-电压调节系数
C-线路接线方式
uz%-变压器阻抗电压百分数
二次相电压
U2e=(Ud+n*△U)/B*A[D(α)-C*uz%/100*Id/Id]
81
= 83.36738 V
其中： Ud= n=
△ U= B= A=
D(α)= C= uz%
三相变压器功率计算变压器容量计算公式三相功率计算公式变压器公式变压器变比公式三相电流计算公式三相电功率计算公式三相变压器接线图三相变压器原理图三相干式隔离变压器
变压器二次相、线电压计算
公式：
U2e=(Dd*△U)/B*A[D(α)-
C*uz%/100*Id/Id]
其中：
Ud-电机电枢电压
n-整流电流途径中串联的晶闸管
二次容量：
S2=1.732* U21*（I21+I22）
= 433651.6
三端双向晶闸管的功耗计算和Tjmax预测
三端双向晶闸管的功耗计算和Tjmax预测
Nick Ham
【期刊名称】《电子设计应用》
【年(卷),期】2006(000)010
【摘要】三端双向晶闸管在工作时消耗大量电能，因而其散热设计非常重要。
散热设计主要涉及到功率、热阻和温度升高等几个计算阶段。
本文介绍的是设计计算以及设计案例，其数据主要来自实际应用和三端双向晶闸管的数据表。
【总页数】2页(P120-121)
【作者】Nick Ham
【作者单位】NXP公司(原飞利浦半导体公司)
【正文语种】中文
【中图分类】TN32
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晶闸管功率计算
晶闸管功率计算摘要：1.晶闸管简介2.晶闸管功率计算方法3.晶闸管功率计算的实际应用4.注意事项正文：一、晶闸管简介晶闸管，全称为半导体晶闸管，是一种四层三端的半导体器件，具有电压控制的开关特性。
它主要有三个端子，分别是阳极（Anode，A）、阴极（Cathode，K）和控制极（Gate，G）。
晶闸管广泛应用于交流电路中的整流、交直流转换、逆变等，以实现对电压、电流的控制。
二、晶闸管功率计算方法晶闸管的功率计算主要包括导通损耗和开关损耗两部分。
1.导通损耗：晶闸管在导通状态下，由于通过电流产生的热量，称为导通损耗。
其计算公式为：P_on = (U_on * I_on) / R_on其中，U_on 为晶闸管导通时的正向电压，I_on 为正向电流，R_on 为正向电阻。
2.开关损耗：晶闸管在开关过程中，由于电流变化产生的电磁感应和电流产生的热量，称为开关损耗。
其计算公式为：P_off = (U_off * I_off) / R_off + (L_on * I_on^2) / (2 * C_j)其中，U_off 为晶闸管关断时的反向电压，I_off 为反向电流，R_off 为反向电阻；L_on 为晶闸管的导纳，C_j 为晶闸管的寄生电容。
三、晶闸管功率计算的实际应用在实际应用中，晶闸管的功率计算对于选择合适的晶闸管型号和优化电路设计具有重要意义。
例如，对于一个交流电机控制系统，需要根据电机的功率、电压、电流等参数，计算晶闸管的导通损耗和开关损耗，从而确定所需的晶闸管额定电压、额定电流等参数。
四、注意事项1.在进行晶闸管功率计算时，需要充分了解晶闸管的工作状态和特性，以确保计算结果的准确性。
2.实际应用中，晶闸管的损耗可能会受到环境温度、散热条件等因素的影响，因此在计算时需要考虑这些因素。
晶闸管双闭环直流调速系统课程设计要点
晶闸管双闭环直流调速系统课程设计要点一．晶闸管整流器设计1.进行主电路形式选择：整流器主电路联结形式的确定：整流器主电路联结形式多种多样，选择时应考虑以下情况：（1）.可供使用的电网电源相数及容量；（2）.传动装置的功率；（3）.允许电压和电流脉动率；（4）. 传动装置是否要求可逆运行，是否要求回馈制动；本设计任务已规定采用晶闸管三相全控桥式整流电路，具有以下特点：三相全控桥式计算系数2整流变压器的选择：整流变压器一次侧接交流电网，二次侧连接整流装置。
整流变压器的选择主要内容有连接方式、额定电压、额定电流、容量等。
（1）整流变压器的作用和特点1）整流变压器的作用：变换整流器的输入电压等级。
由于要求整流器输出直流电压一定，若整流桥路的交流输入电压太高，则晶闸管运行时的触发延迟角需要较大；若整流器输入电压太低，则可能在触发延迟角最小时仍不能达到负载要求的电压额定值。
所以，通常采用整流变压器变换整流器的输入电压等级，以得到合适的二次电压。
实现电网与整流装置的电气隔离，改善电源电压波形，减少整流装置的谐波对电网的干扰。
2）整流变压器的特点：由于整流器的各桥臂在一周期内轮流导通，整流变压器二次绕组电流并非正弦波（近似方波），电流含有直流分量，而一次电流不含直流分量，使整流变压器视在功率比直流输出功率大。
当整流器短路或晶闸管击穿时，变压器中可能流过很大的短路电流。
为此要求变压器阻抗要大些，以限制短路电流。
整流变压器由于通过非正弦电流引起较大的漏抗压降，因此它的直流输出电压外特性较软。
整流变压器二次侧可能产生异常的过电压，因此要有很好的绝缘。
3）整流变压器的联结方式（2）.整流变压器二次相电压的计算1）整流变压器的参数计算应考虑的因素。
由于整流器负载回路的电感足够大，故变压器内阻及晶闸管的通态压降可忽略不计，但在整流变压器的参数计算时，还应考虑如下因素：a)最小触发延迟角min α：对于要求直流输出电压保持恒定的整流装置，α应能自动调节补偿。
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三端双向晶闸管的功耗计算和Tjmax 预测
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上网时间：2008-10-11作者：Nick Ham NXP 公司(原飞利浦半导体公司)来源：电子设计信息网
中心论题：
三端双向晶闸管功耗的计算。
Vo Vo和和Rs Rs的计算方法。
的计算方法。
Tjmax Tjmax的计算方法。
的计算方法。
设计案例介绍。
解决方案：
由已知数据表和曲线计算功耗。
制作一个放大的制作一个放大的IT IT /VT VT曲线复印件以提高曲线复印件以提高曲线复印件以提高Vo Vo Vo和和Rs Rs的计算精确度。
的计算精确度。
选用选用BTH151S-650R BTH151S-650R BTH151S-650R保证重复过载条件提供高度重复电涌。
保证重复过载条件提供高度重复电涌。
三端双向晶闸管在工作时消耗大量电能，因而其散热设计非常重要。
散热设计主要涉及到功率、热阻和温度升高等几个计算阶段。
本文介绍的是设计计算以及设计案例，其数据主要来自实际应用和三端双向晶闸管的数据表。
三端双向晶闸管功耗的计算
三端双向晶闸管功耗受负载电流影响。
假设电流为全正弦波电流(全波传导)，即表示在三端双向晶闸管功耗最大的条件下，其功耗最易于计算，如式1所示：
P =Vo ×IT(AVE)+Rs ×IT(RMS)2(1)
其中，P 为三端双向晶闸管功率；Vo 为三端双向晶闸管拐点电压，通过IT/VT 曲线得到该值；IT(AVE)为平均负载电流，其计算公式如式2所示：
IT(AVE)=2××IT(RMS)/?(2)
其中，Rs 为三端双向晶闸管斜率电阻，通过查IT/VT 曲线得到该值；IT(RMS)为RMS 负载电流,通过测量得到该值。
这里计算前提为全波传导和正弦负载电流，即最不利的功耗情况。
半波传导的IT(RMS)和IT(AVE)的计算公式为：IT(AVE)=2x Ipk x T /?x 2T
=Ipk /?(3)
IT(RMS)2=(Ipk2x T)/(2x 2T)
=Ipk2/4∴IT(RMS)=Ipk /2(4)
Vo 和Rs 的计算
如果数据表中未提供Vo 和Rs 值，则设计师须自己算出数据。
具体方法如下：
1.制作一个放大的IT /VT 曲线复印件以提高精确度；
2.在三端双向晶闸管的额定电流处作VT@Tjmax曲线最大斜率的切线；
3.切线与VT轴相交的点就是Vo；
4.切线的斜率VT/IT就是Rs。
Tjmax的计算
Tjmax受环境温度、三端双向晶闸管功耗和结点与环境之间的热阻影响。
本文将只考虑稳态条件。
因为在短期瞬变条件中，要考虑瞬变热阻抗(Zth)。
此值始终小于稳态热阻(Rth)，且其瞬变条件要复杂得多。
Tj=Ta+P×Rth j-a(5)
其中，Tj为结点温度；Ta为环境温度；P为三端双向晶闸管功率；Rth j-a为结点至环境热阻(鸆/W)。
关于Rth j-a的分析
热阻类似于电阻，总电阻可以分为若干串联的小电阻。
对于主流封装(TO220)，Rth j-a由以下热阻组成：
Rth j-a=Rth j-mb+Rth mb-hs+Rth hs-a(6)
其中，Rth j-mb为结点至安装底座热阻。
受晶圆尺寸影响，此值是固定的，取决于设备。
有关准确值，请参阅相关数据表。
Rth mb-hs为安装底座至散热器热阻。
该值取决于安装方法——如是否有导热脂、安装螺钉或夹子、隔热垫片材料等，此值由设备制造商控制。
Rth hs-a为散热器至环境热阻。
此值取决于应用，并由设备制造商单独控制。
由于热阻值取决于封装类型和隔离金属热参考点的实用性，指定热阻的方式有一些注意事项，具体如下：
1.对于没有安装金属底座的塑料封装，因为散热器是最近的金属参考点，故用单规格的Rth j-hs代替“Rth j-mb+Rth mb-hs”。
2.对于未使用散热器的低功率塑料封装，只指定Rth j-lead，因为引脚是最近的金属参考点。
大部分热量都是通过引脚传导到PCB，少量热量直接从封装辐射到环境中。
3.对于一些没有安装底座但有焊点的表面贴装封装，使用Rth j-sp代替Rth j-mb。
设计案例
冰箱压缩机的热阻计算
电子恒温器使用三端双向晶闸管来控制冰箱压缩机的开关切换。
本文将计算使三端双向晶闸管的结点温度保持在其125℃的Tjmax内所允许的最大散热器热阻。
a设计参数
稳态电动机电流=1.4A；
最大浪涌电流=17A(正半周期的峰值)；
电源=230V；
最高环境温度为40℃；
表面贴装三端双向晶闸管要求直接焊接到控制器PCB上，从带有20mA电流吸收器功能的微控制器来触发三端双向晶闸管
栅极。
b设计计算
本文使用8A Hi-Com三端双向晶闸管来处理电感负荷和启动电流。
本设计采用由DPAK封装的三端双向晶闸管BTA208S-600E，其10mA的IGT非常适合用于微控制器的驱动功能。
由式2得，IT(AVE)=2××IT(RMS)/?=2××1.4/?1.26A。
根据数据表，Vo=1.264V，Rs=0.0378健?由式1得，P=Vo×IT(AVE)+Rs×IT(RMS)2
=1.264×1.26+0.0378×1.42=1.67W。
由式5得，Tjmax=Ta+P×Rth j-a。
已知Tjmax=125℃,Ta=40℃，P=1.67W。
重新整理该等式可得：Rth j-a=(Tj－Ta)/P=(125－40)/1.67=51℃/W。
由式6得，Rth j-a=Rth j-mb+Rth mb-hs+Rth hs-a。
根据数据表，Rth j-mb=2℃/W，需要找到Rth mb-a。
重新整理该等式可得：Rth mb-a=Rth j-a－Rth j-mb=51－2=49℃/W。
因为在本例中PCB是散热器，作为参考，此热阻可以使用面积500mm2的铜垫片获得。
由于紧靠三端双向晶闸管的其他非消耗性元件将会降低实际的热阻，而消耗功率的任何元件都将增加热阻。
因此，这对测量模型以发现真实散热性能非常重要。
电动工具的Tjmax预测
高功率电钻使用通用电刷电动机，其速度由半波相位控制电路控制。
计算SCR(硅可控整流器)中的最大功率消耗和计算散热器热阻都需要将结点温度保持在Tjmax以下。
a设计参数
正常运行时电动机峰值电流=5A；
最高环境温度为50℃；
在三端双向晶闸管开关中的安装需要表面贴装的三端双向晶闸管，SCR由电动机冷却风扇进行冷却。
b设计计算
为了给必须面对的重复过载条件提供高度重复电涌保证，本设计选用BTH151S-650R。
其额定电流为12A，采用SOT428(DPAK)封装。
由式3得，IT(AVE)=Ipk/?5/?1.59A。
由式4得，I T(RMS)=Ipk/2=5/2=2.5A。
根据数据表，Vo=1.06V和Rs=0.0304健?由式1得，P=Vo×IT(AVE)+Rs×IT(RMS)2=1.06×1.59+0.0304×2.52=1.88W。
使用式5，Tj=Ta+P×Rth j-a。
已知Ta=50℃和P=1.88W，在本例中，Tj=Tjmax=125℃。
重新整理该等式可得：Rth j-a=(Tj－Ta)/P=(125－50)/1.88=39.9℃/W。
由式6得，Rth j-a=Rth j-mb+Rth mb-hs+Rth hs-a。
根据数据表，Rth j-mb=1.8℃/W。
重新整理该等式可得：Rth mb-a=Rth j-a－Rth j-mb=39.9－1.8=38.1℃/W。
38℃/W的最大散热器热阻将Tj保持在125℃或更低。
此散热器热阻包括稳态条件且在少量气流通过开关模块时也很容易实现。