双向可控硅在油料化验电器中的应用及其检测

郝敬团 孙元宝 刘广龙 季 峰 杨宏伟 孟庆枢

（1.徐州空军学院，徐州 221000；2.73825部队，徐州 221116）

双向可控硅在油料化验电器中的应用及其检测

郝敬团1孙元宝1刘广龙1季 峰1杨宏伟1孟庆枢2

（1.徐州空军学院，徐州 221000；2.73825部队，徐州 221116）

分析双向可控硅的特性、交流调压的电路原理，介绍可控硅在油料化验电器调压电路中的应用、常见故障分析及其质量判断。

双向可控硅；调压；检测

双向可控硅是一种新型的半导体导电开关，它具有耐压高、体积小、质量轻、功耗低、效率高、寿命长、动作快以及使用方便等优点，主要应用于无触点开关、电机调速、功率负载的调压及稳压、变频及控制等方面。目前，可控硅在油料化验电器中应用比较广泛，如电热套、水份测定仪、蒸馏测定仪、闪点测定仪、油浴滴点测定仪调节温升速率，宽温度滴点测定仪、腐蚀测定仪恒温控制等均采用双向可控硅调压控制，本文介绍采用双向可控硅作为控温核心器件来实现调压的电路及其检测。

1 双向可控硅的特性

双向可控硅是五层半导体元件，共有4个PN结。在分析其工作原理时，可以将其看作是由2个单向可控硅反向并联，只有一个控制极的三个接线端子的元器件，其等效图解如图1所示。

图1 双向可控硅的等效图解

不管在T1电极、T2电极加上何种极性的电压，只要在控制极G输入1个触发脉冲，双向可控硅均可导通，由于双向可控硅正、反特性具有对称性，所以它可在任何方向导通，是一种理想的交流开关。一旦可控硅导通后，即使控制极G的电流消失，可控硅仍然能够维持导通状态。可控硅具有导通和关断两种工作状态，控制系统正是利用可控硅的这种特性来调压。

2 双向可控硅交流调压电路原理

2.1 电路原理

双向可控硅交流调压电路原理如图2所示。图中F为熔断器，对整个线路起保护作用，RL是负载电热丝，R1和C1起到滤波作用，它对于电路中的尖脉冲等干扰超过额定的数值量都能有效地吸收。采用一种常用的触发电路，即双向触发二极管VD触发双向可控硅SCR进行调压。

当调压器接入交流电时，交流电源的在正半周时，通过负载电阻RL、电位器W、电阻R2、R3向电容C1、C2充电，当充电电压达到双向触发二极管（VD管）的峰值电压时，双向触发二极管（VD管）由截止变为导通,进而触发双向可控硅SCR的控制极，使可控硅导通，电热丝RL通电加热。可控硅导通后的管压降至很低（一般＜1V），电容 C2、C3两端电压下降到很小数值，当电源电压下降到零时，双向可控硅截止，电热丝RL停止工作。

当交流电源在负半周时，通过负载电阻RL、电位器 W、电阻 R2、R3向电容 C1、C2反向充电，当充电电压达到双向触发二极管（VD管）的峰值电压时，双向触发二极管（VD管）由截止变为导通,进而触发双向可控硅SCR的控制极，使可控硅也导通，电热丝RL也通电加热。可控硅导通后的管压降很低（一般＜1V），电容 C2、C3两端电压下降到很小数值，当电源电压上升到零时，双向可控硅截止，电热丝RL停止工作。如此周而复始。

改变电位器W的阻值可以改变电容的充放电速率，从而改变双向可控硅的导通角，即改变负载上的输出电压，达到实现调节温升速率的目的。

图2 双向可控硅交流调压电路原理

2.2 电子元器件参数

各参数如下：

3 双向可控硅发生故障后常见现象

双向可控硅偶尔也会出点状况，发生故障后的仪器常见现象主要有以下三种情况：

（1）如果化验仪器温升速度较慢，调节电位器旋钮，显示电压只有一半可调，如在0～110V范围内连续可调，110～220V范围内不能连续调节；或者电压在0～110V范围内不可连续调节，而在110～220V可连续调节。这是由于双向可控硅中的某一方向损坏断路所致。

（2）如果化验仪器温升速度较快，电炉丝红热且亮度较高，调节电位器旋钮，电压始终为220V，不可连续调节。这是由于双向可控硅双向损坏短路所致。

（3）如果化验仪器没有温升，电炉丝不红热，调节电位器旋钮，电压始终为0V，不可调节。这是由于双向可控硅双向损坏断路所致。

4 双向可控硅的质量检测

如果发现以上故障，应对双向可控硅电极间阻值及触发特性进行检测，判断其好坏，以BTA16-600B为例。

（1）电极间阻值的测量

首先断开电源开关,将万用表置于“Ω档”,量程选为RΧ1K档，短接测试仪表的“+”和“-”端两表笔校表,使指针归零。断开双向可控硅的控制极G和T1、T2之间的连线，将万用表的一根测试线连接一电极，另一根测试线接另一电极，测量SCR元件极间电阻，对调测试线，反向测量SCR元件极间电阻，控制极G和T1间正反向电阻应为几百欧，如果电阻接近零，表明SCR损坏。控制极G和T2间正反向电阻应为无穷大，如果电阻接近零，表明SCR损坏。T1和T2间正反向电阻应为无穷大，如果接近零，表明SCR损坏。

（2）触发特性检测

如果控制极G和T1间正反向电阻为几百欧，控制极G和T2间正反向电阻为无穷大，T1和T2间正反向电阻为无穷大，还需进一步检测其触发性，将万用表置于“Ω档”,量程选为RΧ1档,短接测试仪表的“+”和“-”端两表笔校表,使指针归零。将万用表的负表笔测试线连接T1极,正表笔测试线接T2极,此时阻值为无穷大，用导线将T2控制极G相连，相当于给G极加上负触发信号，此时所测阻值应为几百欧姆，证明双向可控硅已触发导通，将T2控制极G断开，电阻值若保持短时不变，说明双向可控硅在T2→T1方向上能维持导通状态。在将万用表的正表笔测试线连接T1极，负表笔测试线接T2极，此时阻值为无穷大，用导线将T2控制极G相连，相当于给G极上加上正触发信号，此时所测阻值应为几百欧姆，证明双向可控硅已触发导通，将T2与控制极G断开，电阻值若保持短时不变，说明双向可控硅在T1→T2方向上能维持导通状态，具有双向触发性能，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

郝敬团（1974-），男，江苏徐州人，实验师，研究方向为仪器分析。