晶閘管的發(fā)明在當今高科技時代，電力控制技術(shù)的發(fā)展對于現(xiàn)代社會的可持續(xù)運行至關(guān)重要。而晶閘管作為一種重要的電力控制元件，正發(fā)揮著不可或缺的作用。小編將深入介紹晶閘管發(fā)展歷程、控制使用、重要參數(shù)以及其應(yīng)用領(lǐng)域。
隨著電力系統(tǒng)的擴展和電氣設(shè)備的廣泛應(yīng)用，對電力控制的需求日益增加。傳統(tǒng)的機械式開關(guān)和控制方法存在效率低下、壽命短等問題。因此，尋找更高效、可靠的電力控制方法成為了一個迫切的需求。
1956年，蘇聯(lián)的科學(xué)家Oleg Losev首次提出了PNPN結(jié)構(gòu)的概念。盡管他沒有將其實際制造成可用器件，但這個概念為晶閘管的開發(fā)鋪平了道路。他的想法激發(fā)了后來研究者們對PNPN結(jié)構(gòu)的探索。
1957年，美國物理學(xué)家Robert Noyce和Gordon Moore在貝爾實驗室工作時，設(shè)計并制造了第一個可實際使用的PNPN結(jié)構(gòu)的器件，被稱為“Silicon Controlled Switch”（SCS）。盡管在當時尚未廣泛應(yīng)用，但這是晶閘管發(fā)展的重要里程碑。
1958年，Gerald Pearson、Dawon Kahng和John Moll從貝爾實驗室獲得了專利，描述了一個在電流觸發(fā)下能控制電流的器件。他們將這個器件命名為“晶閘管”，即Thyristor，這個名稱在隨后的發(fā)展中被廣泛使用。
觸發(fā)電流門限（I_GT）：觸發(fā)電流門限是指需要在柵極施加的最小電流，以使晶閘管從關(guān)斷狀態(tài)切換到導(dǎo)通狀態(tài)。這個參數(shù)決定了觸發(fā)晶閘管的最小控制電流。
保持電流（I_H）：保持電流是指在晶閘管導(dǎo)通狀態(tài)下，需要流過晶閘管的最小電流，以保持其導(dǎo)通。如果電流降至保持電流以下，晶閘管將自動關(guān)斷。
最大額定電壓（V_RRM）：最大額定電壓是晶閘管可以承受的最大反向重復(fù)電壓。這個參數(shù)與晶閘管的電壓耐受能力相關(guān)，決定了它適用的電路電壓范圍。
最大額定電流（I_TAV）：最大額定電流是指晶閘管可以承受的最大平均電流。這個參數(shù)與晶閘管的電流承受能力相關(guān)，決定了它適用的電路功率范圍。
封裝類型和散熱：不同的晶閘管封裝類型和散熱設(shè)計影響著其熱特性和耐用性。合適的封裝和散熱設(shè)計可以確保晶閘管在工作時不過熱。
觸發(fā)角（α）：觸發(fā)角是晶閘管導(dǎo)通的相位角度，通常以交流電周期的度量。通過控制觸發(fā)角，可以實現(xiàn)電流的延遲導(dǎo)通，從而調(diào)節(jié)電流的大小。
開關(guān)速度：開關(guān)速度是晶閘管從關(guān)斷到導(dǎo)通的切換時間，以及從導(dǎo)通到關(guān)斷的切換時間。較快的開關(guān)速度適用于高頻率應(yīng)用，如變頻調(diào)速系統(tǒng)。
溫度特性：晶閘管的性能會受到溫度的影響，晶閘管的溫度特性是重要的參數(shù)。溫度過高可能導(dǎo)致性能下降或損壞。
晶閘管的這些重要參數(shù)直接影響了晶閘管的使用情況和性能表現(xiàn)。在選擇和應(yīng)用晶閘管時，需要根據(jù)具體的電路要求和應(yīng)用需求來評估這些參數(shù)。
觸發(fā)控制：控制晶閘管的導(dǎo)通狀態(tài)最常見的方式是通過在柵極（Gate）施加足夠的電流來觸發(fā)。當柵極電流超過特定的觸發(fā)電流（也稱為“觸發(fā)電流門限”）時，晶閘管從關(guān)斷狀態(tài)切換到導(dǎo)通狀態(tài)。觸發(fā)電流的大小取決于晶閘管的具體類型和應(yīng)用需求。
觸發(fā)脈沖：在電力控制應(yīng)用中，常使用一個短脈沖的電流信號來觸發(fā)晶閘管的導(dǎo)通。這個觸發(fā)脈沖的持續(xù)時間通常很短，可以是幾微秒至幾毫秒。通過控制觸發(fā)脈沖的頻率和寬度，可以實現(xiàn)精確的電流控制和調(diào)節(jié)。
觸發(fā)角控制：觸發(fā)角是指晶閘管導(dǎo)通的相位角度，通常以交流電周期的度量。通過控制觸發(fā)角的大小，可以實現(xiàn)電流的延遲導(dǎo)通，從而調(diào)節(jié)電流的大小。在交流電路中，通過調(diào)整觸發(fā)角可以實現(xiàn)對電流波形的控制。
脈寬調(diào)制（PWM）：在一些應(yīng)用中，如交流電動機控制和變頻調(diào)速系統(tǒng)，可以使用脈寬調(diào)制技術(shù)來控制晶閘管的導(dǎo)通。通過改變觸發(fā)脈沖的寬度，可以實現(xiàn)電流的平均值控制，從而實現(xiàn)對電動機轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)。
控制電壓：在一些特定應(yīng)用中，也可以通過在柵極施加控制電壓來實現(xiàn)晶閘管的導(dǎo)通。這種方式通常用于低功率電路和控制電路中。
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