晶閘管也就是可控硅，國外簡稱為SCR元件，是硅整流裝置中最主要的器件，它的參數(shù)選擇是否合理直接影響著設(shè)備運動性能。合理地選用可控硅可提高運行的可靠性和使用壽命，保證生產(chǎn)和降低設(shè)備檢修成本費用。

　　在一般情況下，裝置生產(chǎn)廠圖紙?zhí)峁┑目煽毓璧膮?shù)最主要兩項：即額定電流（A）和額定電壓（V），使用部門提出的器件參數(shù)要求也只是這兩項，在變頻裝置上的快速或中頻可控硅多一個換向關(guān)斷時間（tg）參數(shù)，在一般情況下也是可以的。但是從提高設(shè)備運行性能和使用壽命的角度出發(fā)，我們在選用可控硅器件時可根據(jù)設(shè)備的特點對可控硅的某一些參數(shù)也作一些挑選。根據(jù)可控硅的靜態(tài)特性，對可控硅器件參數(shù)的選擇提出如下幾點討論。

　　怎樣理解晶閘管的參數(shù)

　　品體閘流管的主要參數(shù)是額定通態(tài)平均電流、阻斷峰值電壓、觸發(fā)電壓和電流、維持電流等，下面我們逐一解釋。

　　（1）額定通態(tài)平均電流

　　額定通態(tài)平均電流IT是指晶閘管導(dǎo)通時所允許通過的最大交流正弦電流的有效值。使用中電路的工作電流應(yīng)小于晶閘管的額定通態(tài)平均電流IT。

　　（2）阻斷峰值電壓

　　阻斷峰值電壓包括正向阻斷峰值電壓U DRM和反向峰值電壓URRM。

　　正向阻斷峰值電壓UDRM是指晶閘管正向阻斷時所允許重復(fù)施加的正向的峰值，反向峰值電壓URRM是指允許重復(fù)加在晶閘管兩端的反向電壓的峰值。使用中電路施加在品閘管上的電壓必須小于UDRM與URRM并留有一定余量，以免造成擊穿損壞。

　　（3）觸發(fā)電壓和電流

　　控制極觸發(fā)電壓UG和控制極觸發(fā)電流I（G，是指使晶閘管從阻斷狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)時，所需要的最小控制極直流電壓和直流電流。使用中應(yīng)使實際觸發(fā)電壓和電流大于UG和IG，以保證可靠觸發(fā)。

　　（4）維持電流

　　維持電流IH是指保持晶閘管肆通所需要的最小正向電流。當通過晶閘管的電流小于IH時，品閘管將退出導(dǎo)通狀態(tài)而關(guān)斷。

　　晶閘管參數(shù)應(yīng)該如何選擇

　　1 選擇正反向電壓

　　可控硅在門極無信號，控制電流Ig為0時，在陽（A）一一陰（K）極之間加（J2）處于反向偏置，所以，器件呈高阻抗狀態(tài)，稱為正向阻斷狀態(tài)， 若增大UAK而達到一定值VBO，可控硅由阻斷突然轉(zhuǎn)為導(dǎo)通，這個VBO值稱為正向轉(zhuǎn)折電壓，這種導(dǎo)通是非正常導(dǎo)通，會減短器件的壽命。所以必須選擇足夠 正向重復(fù)阻斷峰值電壓（VDRM）。在陽一一陰極之間加上反向電壓時，器件的第一和第三PN結(jié)（J1和J3）處于反向偏置，呈阻斷狀態(tài)。當加大反向電壓達 到一定值VRB時可控硅的反向從阻斷突然轉(zhuǎn)變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)，此時是反向擊穿，器件會被損壞。而且VBO和VRB值隨電壓的重復(fù)施加而變小。在感性負載的情況 下，如磁選設(shè)備的整流裝置。在關(guān)斷的時候會產(chǎn)生很高的電壓（ ∈=-Ldi/dt），如果電路上未有良好的吸收回路，此電壓將會損壞可控硅器件。因此，器件也必須有足夠的反向耐壓VRRM.

　　可控硅在變流器（如電機車）中工作時，必須能夠以電源頻率重復(fù)地經(jīng)受一定的過電壓而不影響其工作，所以正反向峰值電壓參數(shù)VDRM、VRRM應(yīng) 保證在正常使用電壓峰值的2-3倍以上，考慮到一些可能會出現(xiàn)的浪涌電壓因素，在選擇代用參數(shù)的時候，只能向高一檔的參數(shù)選取。

　　2 選擇額定工作電流參數(shù)

　　可控硅的額定電流是在一定條件的最大通態(tài)平均電流IT，即在環(huán)境溫度為+40℃和規(guī)定冷卻條件，器件在阻性負載的單相工頻正弦半波，導(dǎo)通角不少 于l70℃的電路中，當穩(wěn)定的額定結(jié)溫時所允許的最大通態(tài)平均電流。而一般變流器工作時，各臂的可控硅有不均流因素。可控硅在多數(shù)的情況也不可能在 170℃導(dǎo)通角上工作，通常是少于這一角度。這樣就必須選用可控硅的額定電流稍大一些，一般應(yīng)為其正常電流平均值的1.5-2.0倍。

　　3 選擇門極（控制級）參數(shù)

　　可控硅門極施加控制信號使它由阻斷變成導(dǎo)通需經(jīng)歷一段時間，這段時問稱開通時間tgt，它是由延遲時間td和上升時間tx組成，tr是從門極電 流脈沖前沿的某一規(guī)定起（比如門極電流上升到終值的90%時起）到通態(tài)陽極電流IA達到終值的10%那瞬為止的時間隔，tr是陽極電流從l0%上升到 90%所經(jīng)歷的時間。可見開通時間tgt與可控硅門極的可觸發(fā)電壓、電流有關(guān)，與可控硅結(jié)溫，開通前陽極電壓、開通后陽極電流有關(guān)，普通可控硅的 tgt10μs以下。在外電路回路電感較大時可達幾十甚至幾百μs以上（陽極電流的上升慢）。在選用可控硅時，特別是在有串并聯(lián)使用時，應(yīng)盡量選擇門極觸發(fā)特征接近的可控硅用在同一設(shè)備上，特別是用在同一臂的串或并聯(lián)位置上。這樣可以提高設(shè)備運行的可靠性和使用壽命。如果觸發(fā)特性相差太大的可控硅在串聯(lián)運行時將引起正向電壓無法平均分配，使tgt較長的可控硅管受損，并聯(lián)運行時tgt較短的可控硅管將分配更大的電流而受損，這對可控硅器件是不利的。所以同 一臂上串或并聯(lián)的可控硅觸發(fā)電壓、觸發(fā)電流要盡量一致，也就是配對使用。

　　在不允許可控硅有受干擾而誤導(dǎo)通的設(shè)備中，如電機調(diào)速等，可選擇門極觸發(fā)電壓、電流稍大一些的管子（如可觸發(fā)電壓VGT》2V，可觸發(fā)電流IGT：》150mA）以保證不出現(xiàn)誤導(dǎo)通，在觸發(fā)脈沖功率強的電路中也可選擇觸發(fā)電壓、電流稍大一點的管。在磁選礦設(shè)備中，特別是舊的窄脈沖觸發(fā)電路中，可選擇一些VG、IG低一些的管子，如VGT《1.5V、IGT在≤100mA以下。可減少觸發(fā)不通而出現(xiàn)缺相運行。以上所述說明在某些 情況下應(yīng)對VGT和IGT參數(shù)進行選擇。（以上舉例對500A的可控硅參考參數(shù)）

　　4 選擇關(guān)斷時間（tg）

　　可控硅在陽極電流減少為0以后，如果馬上就加上正向陽極電壓，即使無門極信號，它也會再次導(dǎo)通，假如在再次加上正向陽極電壓之前使器件承受一定 時間的反向偏置電壓，也不會誤導(dǎo)通，這說明可控硅關(guān)斷后需要一定的時間恢復(fù)其阻斷能力。從電流過O到器件能阻斷重加正向電壓的瞬間為止的最小時聞間隔是可 控硅的關(guān)斷時間tg，由反向恢復(fù)時間t和門極恢復(fù)時間t構(gòu)成，普通可控硅的tg約150-200μs，通常能滿足一般工頻下變流器的使用，但在大感性負載 的情況下可作一些選擇。在中頻逆轉(zhuǎn)應(yīng)用，如中頻裝置、電機車斬波器，變頻調(diào)速等情況中使用，一定要對關(guān)斷時間參數(shù)作選擇，一般快速可控硅（即kk型晶閘管）的關(guān)斷時間在10-50μs，其工作頻率可達到1K-4KHZ;中速可控硅（即KPK型晶閘管）的關(guān)斷時間在60-100μs，其工作頻率可達幾百至 lKHZ，即電機車的變頻頻率。

　　5 選擇電壓上升率（dμ/dt）和電流上升率（di/dt）

　　當可控硅在阻斷狀態(tài)下，如在它的兩端加一正向電壓，即使所加電壓值未達到其正向最大值斷峰值電壓VDRM，但

　　只要所加的電壓的上升率超過一定值，器件就會轉(zhuǎn)為導(dǎo)通，這是PN結(jié)的電容引起充電，起到了觸發(fā)作用，式使可控硅誤導(dǎo)通。不同規(guī)格的可控硅都規(guī)定 了不同的dμ/dt值，選用時應(yīng)加以注意，選擇足夠的dμ/dt的可控硅管。一般500A的可控硅dμ/dt在100-200V/μs.電機車工作頻率在 幾百HZ以內(nèi)選用KK或KPK晶閘管應(yīng)選用dμ/dt200-1000V/μs之間。

　　當門極加入觸發(fā)脈沖后，可控硅首先在門極附近的小區(qū)域內(nèi)導(dǎo)通。再逐漸擴大，直至全部結(jié)面導(dǎo)通，因此如在剛導(dǎo)通時陽極電流上升太快，即可能使PN 結(jié)的局部燒壞。所以對可控硅的電流上升率應(yīng)作一定的選擇，器件通態(tài)電流上升率（di/dt）應(yīng)能滿足電路的要求。普通的可控硅（500A）的di/dt在 50一300A/μs，在工頻條件下，如磁選機di/dt在50A/μs以下就可以滿足使用；在變頻條件下。如電機車di/dt必須在100A/μs以 上。當陽極電壓高而且在峰值時觸發(fā)的情況下對dμ/dt和di/dt的要求都比較高，除了應(yīng)使設(shè)備避免在這種狀態(tài)下運行外，對可控硅的dμ/dt和di /dt同時也要選擇使用，選高一點參數(shù)的使用，另外開通時直接接有大電容容量回路時，也必須選用較大di/dt的可控硅器件。

　　6 選擇擎住電流IL和維持電流IH

　　當可控硅門極觸發(fā)而導(dǎo)通，若陽極電流IA尚未達到掣住電流IL值時，觸發(fā)脈沖一旦消失，可控硅便又恢復(fù)阻斷狀態(tài)，若IA》IL，雖去掉門 極脈沖信號，仍維持可控硅導(dǎo)通。對如磁選裝置等的電感性負載應(yīng)加以注意。負載電流（亦即陽極電流）增長的快慢對于門極脈沖消失后可控硅是否能繼續(xù)導(dǎo)通很重 要，如圖（1）所示：負載電流增長快時，在脈沖未消失前，IA》IL，脈沖消失后不影響IA的流通，若IA增長慢，脈沖消失時IA 在保證可控硅 可靠觸發(fā)并維持導(dǎo)通方面，據(jù)了解，有些半導(dǎo)體材料生產(chǎn)廠引人了日本的線路技術(shù)；“寬脈沖列觸發(fā)線路”，該脈沖列幅度前沿陡、寬度大（脈沖列寬l80°，一 般窄脈沖只有30°一50°，強觸發(fā)脈沖也只有約90°），所觸發(fā)快速、可靠，而且由于是脈沖列，所以功耗特別小（強觸發(fā)的寬脈沖功耗特別大是一個重要的 缺點）。

　　該電路的脈沖列寬有效地保證了可控硅的維持導(dǎo)通，對可控硅的維持電流參數(shù)可以不作要求。據(jù)了解該電路還有穩(wěn)壓或穩(wěn)流或穩(wěn)電流密度運行的選擇，有 限定電流運行性能及過流封鎖保護，有積分“柔軟啟動”特性，減小對可控硅的沖擊電流，并保留過溫和失壓等開關(guān)信號的封鎖保護接口，大大提高了設(shè)備使用的可 靠性使用壽命，廣東大寶山鐵礦等的磁選機用該電路后都取得了極好的效果。

　　綜上所述，在選擇可控硅器件參數(shù)的時候應(yīng)根據(jù)不同的場合，線路和負載的狀態(tài)而對一些特定的參數(shù)多給予選擇的考慮，方可使設(shè)備運行更良好，更可靠和壽命更長。