變頻器維修之單向可控硅的測試

變頻器維修之單向可控硅的測試
可控硅的意思：可控的硅整流器，其整流輸出電壓是受控的，常與移相或過零觸發(fā)電路配合，應(yīng)用于交、直流調(diào)壓電路?？煽毓枋窃诰w管基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種集成式半導(dǎo)體器件。單向可控硅的等效原理及測量電路見下圖1：
單向可控硅為具有三個PN結(jié)的四層結(jié)構(gòu)，由*外層的P層、N層引出兩個電極——陽極A和陰極K，由中間的P層引出控制極G。電路符號好像為一只二極管，但好多一個引出電極——控制極或觸發(fā)極G。SCR或MCR為英文縮寫名稱。
從控制原理上可等效為一只PNP三極管與一只NPN三極管的連接電路，兩管的基極電流和集電極電流互為通路，具有強(qiáng)烈的正反反饋作用。一旦從G、K回路輸入NPN管子的基極電流，由于正反饋作用，兩管將迅即進(jìn)入飽合導(dǎo)通狀態(tài)。可控硅導(dǎo)通之后，它的導(dǎo)通狀態(tài)完全依靠管子本身的正反饋作用來維持，即使控制電流（電壓）消失，可控硅仍處于導(dǎo)通狀態(tài)。控制信號UGK的作用僅僅是觸發(fā)可控硅使其導(dǎo)通，導(dǎo)通之后，控制信號便失去控制作用。
單向可控硅的導(dǎo)通需要兩個條件：
1）、A、K之間加正向電壓；
2）、G、K之間輸入一個正向觸發(fā)電流信號，無論是直流或脈沖信號。
若欲使可控硅關(guān)斷，也有兩個關(guān)斷條件：
1）、使正向?qū)娏髦敌∮谄涔ぷ骶S持電流值；
2）、使A、K之間電壓反向。
可見，可控硅器件若用于直流電路，一旦為觸發(fā)信號開通，并保持一定幅度的流通電流的話，則可控硅會一直保持開通狀態(tài)。除非將電源開斷一次，才能使其關(guān)斷。若用于交流電路，則在其承受正向電壓期間，若接受一個觸發(fā)信號，則一直保持導(dǎo)通，直到電壓過零點到來，因無流通電流而自行關(guān)斷。在承受反向電壓期間，即使送入觸發(fā)信號，可控硅也因A、K間電壓反向，而保持于截止?fàn)顟B(tài)。
可控硅器件因工藝上的離散性，其觸發(fā)電壓、觸發(fā)電流值與導(dǎo)通壓降，很難有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)?？煽毓杵骷刂票举|(zhì)上如同三極管一樣，為電流控制器件。功率越大，所需觸發(fā)電流也越大。觸發(fā)電壓范圍一般為1.5V—3V左右，觸發(fā)電流為10mA—幾百mA左右。峰值觸發(fā)電壓不宜超過10V，峰值觸發(fā)電流也不宜超過2A。A、K間導(dǎo)通壓降為1—2V。主要工作參數(shù)有正、反向耐壓值和正向平均電流、觸發(fā)電流（電壓）值、維持電流值等。
可控硅器件的檢測：
1）、用萬用表粗測可控硅的好壞。用電阻x1k檔，正、反向測量A、K之間的電阻值，均接近無窮大；用電阻x10Ω檔測量G、K之間的電阻，從十幾歐姆至百歐姆，功率越大歐姆值越小。正、反向電阻值相等或差異極小。說明可控硅的G、K并不像一般三極管的發(fā)射結(jié)，有明顯的正、反向電阻的差異。這種測量方式是有局限性的，當(dāng)A、K之間已呈故障開路狀態(tài)時，則無法測出好壞。有的G、K間電阻值極小，也難以判別兩控制極是否已經(jīng)短路。
2）、較為準(zhǔn)確的測量方法，是如圖1中的右圖，為可控硅連接上電源和負(fù)載，才能得出好壞的結(jié)論。方法是：將可控硅接入電路，可控硅因無觸發(fā)信號輸入，小燈泡HL1無電流通路不發(fā)光；將A、G短接一下再斷開，可控硅受觸發(fā)而導(dǎo)通，并能維持導(dǎo)通（燈泡的額定電流應(yīng)大于100mA），燈泡一直發(fā)光，直到斷開電源。再接通電源時，燈泡不亮?？煽毓杵骷旧鲜呛玫?。
3）、可控硅有以下幾種損壞情況：
a、A、K極間短路或斷路；b、G、A極間短路或斷路；c、三個電極之間的短路。
還有一種損壞情況很讓人迷惑（這種狀態(tài)當(dāng)然極為少見），用上述1、2種檢測方法檢測，可控硅是好的，但接到交流電路中，便失去可控整流作用。故障可控硅在未接受觸發(fā)信號前，呈開路狀態(tài)，是對的。觸發(fā)電流輸入后，可控硅開通了，交流輸入的正、負(fù)半波都一齊過去了，單向可控硅成了一只“交流開關(guān)”！變頻器整流電流中，若有這種情況發(fā)生，儲能電容非噴液了不可?？煽毓璧倪@種損壞情況，不能用短路或擊穿來說明了，只能說這只可控硅已經(jīng)失效——失去整流作用了！

變頻器的主電路的整流電路中，往往采用上三臂單向可控硅和下三臂整流二極管組成的三相可控整流電路，以代替充電接觸器實現(xiàn)上電瞬間對直流回路儲能電容的“軟充電”控制。三相可控整流電路的形式如圖2所示。
**率機(jī)型的變頻器，整流電路是由三只半控橋模塊構(gòu)成，每只模塊內(nèi)部，含一只整流二極管和一只單向可控硅器件，每只模塊有三個主端子：1，交流輸入端；2，可控硅整流正電壓輸出端；3、整流負(fù)輸出端。還有兩個觸發(fā)端子，4，控制柵極引出端；5，陰極控制線引出端。
三相整流電路中對可控硅模塊的測量方法：]
如果是整機(jī)停電狀態(tài)下，對可控硅模塊進(jìn)行測量，可采用圖1中右圖的測試電路。

做一個測試器：由小型6V電池1塊、6V小電珠1只、萬用表的表筆（觸碰針）一支和鱷魚夾2只，可以組裝于肥皂塑料盒或其它適宜的殼體中，那么一只高效準(zhǔn)確和使用方便的“可控硅測試儀”就制作成功了！
停掉變頻器的整機(jī)電源，不需將模塊從電路中拆下，整機(jī)正常連接狀態(tài)下，即可對可控硅模塊進(jìn)行測試了。測試步驟如下：
1）、用鱷魚夾連接任一只可控硅模塊的陽極和陰極（注意電池負(fù)端的鱷魚夾連接陰極），觸碰針不去觸碰可控硅的柵極，小電珠不亮。（這時若小電珠亮，說明可控硅已經(jīng)短路或漏電壞掉了。）；
2）、用觸碰針觸碰一下可控硅陰極后，小電珠點亮（正常亮度很亮?。Ｄ玫粲|碰針后，小電珠一直亮。（此時有兩種情況，觸碰針與柵極接觸時，小電珠亮，拿掉觸碰針，小電珠不亮，可控硅內(nèi)部陰極、陰極間斷路損壞；觸碰針接觸柵極時，小電珠也不亮，可控硅的柵極、陰極出現(xiàn)斷路性損壞。）
3）將一只鱷魚夾脫開連接，小電珠熄滅；再連接鱷魚夾，小電珠仍不亮。直到觸碰針
觸碰一下柵極后，小電珠點亮。
測試結(jié)束?？煽毓枋呛玫模瑴y試過程中，通過小電珠異常的亮/滅狀態(tài)，已將可控硅的損壞狀態(tài)，明白無誤地檢測出來了。
分別用鱷魚夾連接連接另兩只可控硅模塊的陽級和陰極，對其進(jìn)行測試，三只可控硅的好壞情況便一目了然了。
這種檢測方法*為**可靠，操作簡便。測試的準(zhǔn)確度也較高。

變頻器可控硅整流電路的上電檢測，檢測電路見下圖：

為變頻器供入380V維修電源（隔離變壓器提供），為了測試電壓值的方便，可將P、P1端子短接線拆除（也可以不拆），在整流輸出的正、負(fù)端連接兩只燈泡，燈泡的功率值越大越好，用1000W的更好，測試準(zhǔn)確度會高一些。
用二極管和電阻串接構(gòu)成簡單的觸發(fā)電路，串二極管的目的，使可控硅柵極不承受反向電壓。當(dāng)用“觸發(fā)電路”短接可控被測試可控硅的陽極和柵極時，會出現(xiàn)以下兩種情況：
1）、燈泡亮度正常，此時測量燈泡兩端的直流電壓值，為380×0.45=170V（半波整流值）。觸發(fā)電路一直連接也沒有問題，1k10W電阻無溫升。連接觸發(fā)電路，燈泡即顯示正常亮度，斷開觸發(fā)電路，燈泡即滅。說明可控硅模塊是好的；
2）連接觸發(fā)電路，亮度微弱，說明燈泡電流是通過1k10W電阻供給的，電阻有溫升，不要長時間連接，以免燒毀。如果測試燈泡兩端的電壓，僅為幾十伏。說明模塊壞掉，不能被正常觸發(fā)。
這種測試方法，通過燈泡的亮度來判斷可控硅的好壞，準(zhǔn)確度還是可以的，但測試上不如**種方法簡便和**，是帶電操作的，一定要注意**！三只模塊也可以一只一只地測量。同時測量不準(zhǔn)的。

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