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雙向可控硅的設計及應用分析
1958年，從美國通用電氣公司研制成功個工業用可控硅開始，電能的變換和控制從旋轉的變流機組、靜止的離子變流器進入以電力半導體器件組成的變流器時代。可控硅分單向可控硅與雙向可控硅。單向可控硅一般用于彩電的過流、過壓保護電路。雙向可控硅一般用于交流調節電路，如調光臺燈及全自動洗衣機中的交流控制。
雙向可控硅是在普通可控硅的基礎上發展而成的，它不僅能代替兩只反極性并聯的可控硅，而且僅需一個觸發電路，是目前比較理想的交流器件，一直為家電行業中主要的功率控制器件。近幾年，隨著半導體技術的發展，大功率雙向可控硅不斷涌現，并廣泛應用在變流、變頻領域，可控硅應用技術日益成熟。本文主要探討廣泛應用于家電行業的雙向可控硅的設計及應用。
雙向可控硅特點
雙向可控硅可被認為是一對反并聯連接的普通可控硅的集成，工作原理與普通單向可控硅相同。圖1為雙向可控硅的基本結構及其等效電路，它有兩個主電極T1和T2，一個門極G，門極使器件在主電極的正反兩個方向均可觸發導通，所以雙向可控硅在第1和第3象限有對稱的伏安特性。雙向可控硅門極加正、負觸發脈沖都能使管子觸發導通，因此有四種觸發方式。
雙向可控硅應用
為正常使用雙向可控硅，需定量掌握其主要參數，對雙向可控硅進行適當選用并采取相應措施以達到各參數的要求。
耐壓級別的選擇：通常把VDRM（斷態重復峰值電壓）和VRRM（反向重復峰值電壓）中較小的值標作該器件的額定電壓。選用時，額定電壓應為正常工作峰值電壓的2~3倍，作為允許的操作過電壓裕量。
電流的確定：由于雙向可控硅通常用在交流電路中，因此不用平均值而用有效值來表示它的額定電流值。由于可控硅的過載能力比一般電磁器件小，因而一般家電中選用可控硅的電流值為實際工作電流值的2~3倍。同時，可控硅承受斷態重復峰值電壓VDRM和反向重復峰值電壓VRRM時的峰值電流應小于器件規定的IDRM和IRRM。
通態（峰值）電壓VTM的選擇：它是可控硅通以規定倍數額定電流時的瞬態峰值壓降。為減少可控硅的熱損耗，應盡可能選擇VTM小的可控硅。
維持電流：IH是維持可控硅維持通態所必需的小主電流，它與結溫有關，結溫越高，則IH越小。
電壓上升率的抵制：dv/dt指的是在關斷狀態下電壓的上升斜率，這是防止誤觸發的一個關鍵參數。此值超限將可能導致可控硅出現誤導通的現象。由于可控硅的制造工藝決定了A2與G之間會存在寄生，如圖2所示。我們知道dv/dt的變化在電容的兩端會出現等效電流，這個電流就會成為Ig，也就是出現了觸發電流，導致誤觸發。