可控硅整流器：是一種以晶閘管（電力電子功率器件）為基礎(chǔ)，以智能數(shù)字控制電為核心的電源功率控制電器。具有效率高、無機(jī)械噪聲和磨損、響應(yīng)速度快、體積小、重量輕等諸多優(yōu)點(diǎn)。

　　可控硅整流器是一種常用的電力半導(dǎo)體電子器件，具有控制開關(guān)數(shù)千瓦乃至兆瓦級電功率的能力。從結(jié)構(gòu)上說，它是 一種反向截止三極管型的閘流晶體管，由三個(gè)PN結(jié)（PN-PN四層）構(gòu)成。器件的外引線有陰極、陽極、控制極三個(gè)電極，典型大電流可控硅整流器的示意剖面見圖。器件的反向特性（陽極接負(fù)）和PN結(jié)二極管的反向特性相似;其正向特性，在 一定范圍內(nèi)器件處于很高的關(guān)閉狀態(tài)（正向阻斷態(tài)，即伏安特性一象限中虛線下的實(shí)線部分）。當(dāng)正向瞬間電壓大于轉(zhuǎn)折電壓時(shí)，器件迅速轉(zhuǎn)變到低電壓大電流的通導(dǎo)狀態(tài)。

　　處于正向阻斷態(tài)的器件，如果給予控制極一低功率的觸發(fā)信號（使控制極-陰極PN結(jié)導(dǎo)通），則器件可迅速被激發(fā)到導(dǎo)通狀態(tài)，之后毋須繼續(xù)保持觸發(fā)電流即可維持在通導(dǎo)狀態(tài)，此時(shí)若將電流降至維持電流（伏安特性虛線處）以下，器件可恢復(fù)到阻斷狀態(tài)。

　　可控硅整流器：主電采用三相橋或雙反星形帶平衡電抗器電?？煽毓柙捎么蠊β试?，節(jié)能顯著。主控制系統(tǒng)采用大板高檻抗干擾、大規(guī)模集成控制板；模塊及集成元件全部采用進(jìn)口，可靠性高。具有自動穩(wěn)壓、穩(wěn)流，穩(wěn)定精度優(yōu)于1%。具有0~60S軟起動，電鍍氧化著色時(shí)間可任意設(shè)定，自動定時(shí)。采用多相整流，減小輸出電壓紋波系數(shù)ru，特別適應(yīng)于鍍硬鉻工藝，表面光潔度好，鍍層厚度均勻。冷卻方式：水冷、風(fēng)冷、自冷。

　　晶閘管全稱晶體閘流管，又稱可控硅：是一種功率半導(dǎo)體器件。它具有容量大、效率高、可控性好、壽命長以及體積小等諸多優(yōu)點(diǎn)，是弱電控制和被控強(qiáng)電之間的橋梁。從節(jié)能的觀點(diǎn)出發(fā)，電力電子技術(shù)被譽(yù)為新電氣技術(shù)。我國的能源利用率較低，按國民生產(chǎn)單產(chǎn)能耗計(jì)算，我國則是法國的4.98倍、日本的4.43倍，因此以晶閘管為核心的電氣控制裝置的普及使用是我國有效節(jié)約電能的一項(xiàng)重要措施

　　可控硅是P1N1P2N2四層三端結(jié)構(gòu)元件，共有三個(gè)PN結(jié)，分析原理時(shí)，可以把它看作由一個(gè)PNP管和一個(gè)NPN管所組成，其等效圖解如圖所示

　　當(dāng)陽極A加上正向電壓時(shí)，BG1和BG2管均處于放大狀態(tài)。此時(shí)，如果從控制極G輸入一個(gè)正向觸發(fā)信號，BG2便有基流ib2流過，經(jīng)BG2放大，其集電極電流ic2=2ib2。因?yàn)锽G2的集電極直接與BG1的基極相連，所以ib1=ic2。此時(shí)，電流ic2再經(jīng)BG1放大，于是BG1的集電極電流ic1=1ib1=12ib2。這個(gè)電流又流回到BG2的基極，表成正反饋，使ib2不斷增大，如此正向饋循環(huán)的結(jié)果，兩個(gè)管子的電流劇增，可控硅使飽和導(dǎo)通。

　　由于BG1和BG2所構(gòu)成的正反饋?zhàn)饔?，所以一旦可控硅?dǎo)通后，即使控制極G的電流消失了，可控硅仍然能夠維持導(dǎo)通狀態(tài)，由于觸發(fā)信號只起觸發(fā)作用，沒有關(guān)斷功能，所以這種可控硅是不可關(guān)斷的。

　　可控硅整流器VS與小燈泡EL起來，通過開關(guān)S接在直流電源上。注意陽極A是接電源的正極，陰極K接電源的負(fù)極，控制極G通過按鈕開關(guān)SB接在3V直流電源的正極（這里使用的是KP5型晶閘管，若采用KP1型，應(yīng)接在1.5V直流電源的正極）。晶閘管與電源的這種連接方式叫做正向連接，也就是說，給晶閘管陽極和控制極所加的都是正向電壓。現(xiàn)在我們合上電源開關(guān)S，小燈泡不亮，說明晶閘管沒有導(dǎo)通;再按一下按鈕開關(guān)SB，給控制極輸入一個(gè)觸發(fā)電壓，小燈泡亮了，說明晶閘管導(dǎo)通了。這個(gè)演示實(shí)驗(yàn)給了我們什么呢？

　　這個(gè)實(shí)驗(yàn)告訴我們，要使可控硅整流器導(dǎo)通，一是在它的陽極A與陰極K之間外加正向電壓，二是在它的控制極G與陰極K之間輸入一個(gè)正向觸發(fā)電壓。晶閘管導(dǎo)通后，松開按鈕開關(guān)，去掉觸發(fā)電壓，仍然維持導(dǎo)通狀態(tài)。

　　可控硅整流器的特點(diǎn)：是“一觸即發(fā)”。但是，如果陽極或控制極外加的是反向電壓，晶閘管就不能導(dǎo)通?？刂茦O的作用是通過外加正向觸發(fā)脈沖使晶閘管導(dǎo)通，卻不能使它關(guān)斷。那么，用什么方法才能使導(dǎo)通的晶閘管關(guān)斷呢？使導(dǎo)通的晶閘管關(guān)斷，可以斷開陽極電源（圖3中的開關(guān)S）或使陽極電流小于維持導(dǎo)通的最小值（稱為維持電流）。如果晶閘管陽極和陰極之間外加的是交流電壓或脈動直流電壓，那么，在電壓過零時(shí)，晶閘管會自行關(guān)斷。

　　采用先進(jìn)出口變壓器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)大大提高了整流效率節(jié)約了能源并使整機(jī)體積、重量大為減小，可靠性大為提高。

　　采用的控制電與國際主流可控硅控制電可完全互換，該控制電它具有自動穩(wěn)壓/穩(wěn)流、自動電流密度、0-180秒任意調(diào)節(jié)軟啟動等良好控制功能，并可通過接口實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)控制，是目前最先進(jìn)的可控硅控制系統(tǒng)。

　　整流器的控制部分采用三重防腐處理。優(yōu)良的防腐蝕設(shè)計(jì)使整機(jī)具有極好的耐受力，工作的可靠性大大提高，設(shè)備的適應(yīng)能力遠(yuǎn)高于整流器國家標(biāo)準(zhǔn)。

　　1、把可控硅整流器安放好，并保持其穩(wěn)定，為整流器通風(fēng)良好，其前后左右0.5m以內(nèi)不要有任何物體。另外，避免可控硅整流器在充滿粉塵和腐蝕性氣體的中工作，并遠(yuǎn)離產(chǎn)熱源，和潮濕地帶，相對濕度5%~70%，溫度-25℃~40℃，以延長機(jī)器壽命。

　　2、檢查一下可控硅整流器機(jī)器外殼有無松動，端口有無在運(yùn)輸過程中損壞，確認(rèn)三相空氣開關(guān)處于斷開。

　　8、順時(shí)針旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)旋鈕⑤，當(dāng)“穩(wěn)壓/穩(wěn)流”開關(guān)置于“穩(wěn)壓”檔時(shí)，電壓表讀數(shù)隨即增加至所需值，電流表根據(jù)負(fù)載大小做出相應(yīng)；當(dāng)“穩(wěn)壓/穩(wěn)流”開關(guān)置于“穩(wěn)流”檔時(shí)，有負(fù)載情況下，電流表讀數(shù)隨著增加至所需值，電壓表根據(jù)負(fù)載大小做出相應(yīng)，無負(fù)載時(shí)，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)旋鈕，電壓最高值，電流表為零。

　　9、關(guān)閉電源時(shí)應(yīng)先將調(diào)節(jié)旋鈕逆時(shí)針旋到底，將“工作/待機(jī)”開關(guān)撥至“待機(jī)”檔，斷開空氣開關(guān)。

　　10、機(jī)器正常工作時(shí)，外殼由于機(jī)內(nèi)高頻的影響會產(chǎn)生渦流使外殼發(fā)熱，并且有靜電，屬正?，F(xiàn)象。

　　11、水冷可控硅整流器，在進(jìn)水口中接水源管，出水口接好出水管，檢查進(jìn)水是否順暢，機(jī)器出廠時(shí)已調(diào)好水壓開關(guān)，工作時(shí)，不能低于所調(diào)水壓。

　　普通可控硅整流器最基本的用途就是可控整流。大家熟悉的二極管整流電屬于不可控整流電。如果把二極管換成晶閘管，就可以構(gòu)成可控整流電?，F(xiàn)在我畫一個(gè)最簡單的單相半波可控整流電。在正弦交流電壓U2的正半周期間，如果VS的控制極沒有輸入觸發(fā)脈沖Ug，VS仍然不能導(dǎo)通，只有在U2處于正半周，在控制極外加觸發(fā)脈沖Ug時(shí)，晶閘管被觸發(fā)導(dǎo)通。現(xiàn)在，畫出它的波形圖。可以看到，只有在觸發(fā)脈沖Ug到來時(shí)，負(fù)載RL上才有電壓UL輸出（波形圖上陰影部分）。

　　Ug到來得早，晶閘管導(dǎo)通的時(shí)間就早;Ug到來得晚，晶閘管導(dǎo)通的時(shí)間就晚。通過改變控制極上觸發(fā)脈沖Ug到來的時(shí)間，就可以調(diào)節(jié)負(fù)載上輸出電壓的平均值UL（陰影部分的面積大?。Ｔ陔姽ぜ夹g(shù)中，常把交流電的半個(gè)周期定為180，稱為電角度。這樣，在U2的每個(gè)正半周，從零值開始到觸發(fā)脈沖到來瞬間所經(jīng)歷的電角度稱為控制角;在每個(gè)正半周內(nèi)晶閘管導(dǎo)通的電角度叫導(dǎo)通角。很明顯，和都是用來表示晶閘管在承受正向電壓的半個(gè)周期的導(dǎo)通或阻斷范圍的。通過改變控制角或?qū)ń?，改變?fù)載上脈沖直流電壓的平均值UL，實(shí)現(xiàn)了可控整流。

　　在橋式整流電中，把二極管都換成可控硅整流器是不是就成了可控整流電了呢？在橋式整流電中，只需要把兩個(gè)二極管換成可控硅整流器就能構(gòu)成全波可控整流電了。

　　可控硅整流器控制極所需的觸發(fā)脈沖是怎么產(chǎn)生的呢？可控硅整流器觸發(fā)電的形式很多，常用的有阻容移相橋觸發(fā)電、單結(jié)晶體管觸發(fā)電、晶體三極管觸發(fā)電、利用小晶閘管觸發(fā)大晶閘管的觸發(fā)電，等等。今天大家制作的調(diào)壓器，采用的是單結(jié)晶體管觸發(fā)電。

　　在可控整流電的波形圖中，發(fā)現(xiàn)可控硅整流器承受正向電壓的每半個(gè)周期內(nèi)，發(fā)出第一個(gè)觸發(fā)脈沖的時(shí)刻都相同，也就是控制角和導(dǎo)通角都相等，那么，單結(jié)晶體管張弛振蕩器怎樣才能與交流電源準(zhǔn)確地配合以實(shí)現(xiàn)有效的控制呢？

　　為了實(shí)現(xiàn)整流電輸出電壓“可控”，必須使晶閘管承受正向電壓的每半個(gè)周期內(nèi)，觸發(fā)電發(fā)出第一個(gè)觸發(fā)脈沖的時(shí)刻都相同，這種相互配合的工作方式，稱為觸發(fā)脈沖與電源同步。

　　怎樣才能做到同步呢？大家再看調(diào)壓器的電圖（圖1）。請注意，在這里單結(jié)晶體管張弛振蕩器的電源是取自橋式整流電輸出的全波脈沖直流電壓。在可控硅整流器沒有導(dǎo)通時(shí)，張弛振蕩器的電容器C被電源充電，UC按指數(shù)規(guī)律上升到峰點(diǎn)電壓UP時(shí)，單結(jié)晶體管VT導(dǎo)通，在VS導(dǎo)通期間，負(fù)載RL上有交流電壓和電流，與此同時(shí)，導(dǎo)通的VS兩端電壓降很小，張弛振蕩器停止工作。當(dāng)交流電壓過零瞬間，可控硅整流器VS關(guān)斷，張弛振蕩器得電，又開始給電容器C充電，重復(fù)以上過程。這樣，每次交流電壓過零后，張弛振蕩器發(fā)出第一個(gè)觸發(fā)脈沖的時(shí)刻都相同，這個(gè)時(shí)刻取決于RP的阻值和C的電容量。調(diào)節(jié)RP的阻值，就可以改變電容器C的充電時(shí)間，也就改變了第一個(gè)Ug發(fā)出的時(shí)刻，相應(yīng)地改變了可控硅整流器的控制角，使負(fù)載RL上輸出電壓的平均值發(fā)生變化，達(dá)到調(diào)壓的目的。