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如何使用交流电源测试三端双向可控硅(TRIAC)

三端双向交流开关(TRIAC=TRIode(三端)AC semiconductor switch)实质上是双向晶闸管,它是在普通晶闸管的基础上发展起来的,它不仅能代替两只反极性并联的晶闸管,而且仅用一个触发电路,是目前比较理想的交流开关器件。双向晶闸管(TRIAC)是由NPNPN五层半导体材料构成的,相当于两只普通晶闸管反相并联,它也有三个电极,分别是主电极T1、主电极T2和栅极G,如图所示

三端双向交流开关原理图

在电气设计过程中

如果在可控硅两端施加了过高的电压、电流或di/dt,就可能会导致可控硅的失效。例如:在可控硅关断时,如果来自电网的电压(比如说打雷)超过可控硅的承受的耐压,则晶圆的外壳会被融化。在可控硅关断瞬间,特别对于感性负载,也会导致可控硅在金属壳边缘穿透,如下图:


测试原理图

如果在可控硅两端施加了过大的瞬间电流,就会导致晶圆严重损坏。

如果在可控硅两端施加了过大的di/dt,就会导致控制极的金属层穿透。


以上三种情况,要得知可控硅的安全操作参数,可以利用艾德克斯IT7300或IT7600交流电源进行试验模拟。艾德克斯高性能可编程交流电源通过STEP 模式和LIST 模式,为用户提供简单易行的方式来实现输出参数逐步或连续的变化,输出电压的幅度、频率、相位、波形等参数也可以通过对仪器内的内部触发或外部触发的控制来输出,因此可以模拟各种电源瞬间断电、突波、缓升等特性。

IT7600系列交流电源面板波形图


(示波器截取波形)

同时,IT7600的谐波模拟功能来测试TRIAC的抗干扰能力。IT7600 系列高性能可编程交流电源拥有强大的谐波分析功能,包括电压谐波测量和电流谐波测量。10-500Hz 频率范围内,可以测量50 次电压和电流谐波;500Hz 频率以上,可以测量20 次电压和电流谐波,在谐波模式下可实现电压和电流谐波失真因数(U/ITHD)和相位的测试。此外还可进行多次谐波测量,结果以列表或柱状图的方式显示,使测试结果分析更加一目了然。


IT7600系列交流电源面板波形图

IT7600的meter功能,可以直接在DSO屏上测试出可控硅关断瞬间的电流CF值


可控硅的触发控制极通常不需要很大的驱动力,电压也不要要太高,但是要求驱动信号根据待测物的特性发生变化。例如,利用其触发电路,调整可控硅的导通角从而改变马达的平均工作电压实现对马达的调速控制。

以前实验者们往往会通过一个开关下面的电路来转换测试信号的极性,此方法略微“笨拙”,且持续时间上不好把控。

IT6400高速线性直流电源可提供双极性输出,且利用其LIST功能,不仅单步时间可调,还能实现波形的周期性循环,实现定制化的触发信号输出,应对各种待测物的信号需求。


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