可控硅的更换和代用

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当发现设备上的可控硅管子已经损坏,就应该在找出原因,排除故障以后及时更换。但随便选一只外型相同的管子换上是不行的。因为外型相同的管子,它们的电参数可能相差极大,如果不考虑电路对参数的要求,拿来就换,电路很可能不工作,甚至会引起新器件的损坏。

可控硅的参数有很多,但电路在设计时一般都留有较大的余量,所以更换管子时只要几个主要参数相近就可以了。这些主要的参数有:额定电流(通态平均电流)、额定电压(重复峰值电压)、正向压降(通态平均电压)、触发电流(门极触发电流)、触发电压(门极触发电压)等。

最简单的方法是从设备说明书上查出可控硅的型号和参数。例如说明书上已标出这个可控硅的型号是“KP100——5”,说明这个管子是KP型普通可控硅,它的额定电流为100安、额定电压为500伏;又如说明书上注明可控硅的型号是“KK50——10”,则说明这个管子是KK型快速可控硅,额定电流为50安、额定电压为1000伏等等。

对正向压降这个参数,说明书上通常都不提出要求。常识告诉我们,这个参数越小越好。因为管压降越小,管子功耗越低,所以更换时只要挑选管压降小的管子就可以。

对触发电流和触发电压这两个参数,如说明书上有具体要求,应按给出的参数选用。如没有具体要求时就可以任意选用,因为设计电路时已经考虑到这一点,并留有较大余量,所以只要按额定电流、电压等参数选用相同型号的可控硅,一般都能触发导通。

如果没有说明书可查,就可以通过观察实物找出可控硅的型号、参数的标志,或者通过电路的估算得出它的参数。

图1是一个已损坏的可控硅,可以看到在管子的外壳上印有“KP5”字样,表示它是KP型普通可控硅,额定电流是5安。但同样是KP5型的可控硅,外型相同,而额定电压的范围可以从最低的100伏到最高的3000伏。这时究竟应该选用哪一种呢?

图1
图1 🔍原图 (175×319)

从安全方面考虑,当然选用额定电压高的管子好。但是额定电压值越高,可控硅的价格也越高,这样会使成本提高,造成浪费。在这种情况下,我们就应该通过对电路进行估算来确定它们的额定电压值。

图2是一个无触点开关电路。可控硅导通时,负载R中有电流流通,可控硅阻断时,负载中没有电流。因为电源电压是220伏,它的峰值电压是310伏,正常情况下,当可控硅阻断时,这个电压通过桥路的二极管加到可控硅的阳极和阴极上。为保证管子的安全,应留有余量,一般都取最高工作电压1.5~2倍作为额定电压的值。所以从这个电路可以估算出可控硅的额定电压值应该是600伏左右。如果已经查出它的型号是KP5型,那么,我们就可以进一步确定:应该选用KP5—6型的可控硅。

图2
图2 🔍原图 (453×269)

在查看实物时,在有些小功率可控硅上还可看到表示触发电流级别的色点见图3。如3CT型小功率可控硅,常用红、橙、黄、绿、兰、紫、灰七种色点来表示不同的触发电流范围。红色表示触发电流最小,一般为百分之几到十分之几毫安;灰色最大,可到几十毫安。所以如果管子上带有这种色点时,就应选用色点相同的管子更换,这样可以保证管子的参数和原来的基本一致。

图3
图3 🔍原图 (218×277)

有的时候,由于损坏的可控硅是非标准的型号,或者是虽然能确定型号,但是手边却没有相同型号的管子,这时就要设法找参数相近的管子代用。

代用时一般要注意以下几点:

(1)、管子的外型尺寸要相同。例如螺栓型的不能用平板型的代用。因为外型不同,就无法安装。(2)、管子的开关速度要基本一致。例如在脉冲电路、高速逆变电路中使用的KK型快速可控硅,就不能用KP型或3CT型普通可控硅代用。而整流电路及一般控制电路中使用的KP型可控硅,则可以用3CT型普通管代用,等等。(3)、选取代用管时,不管什么参数,都不要留有过大的余量。因为过大的余量不仅是一种浪费,有时反而会起到不好的作用。例如,额定电流是200安的管子,选用了300安的代用,应该是更加安全。但由于原来200安的可控硅只要4毫安以下的电流就能触发异通,而300安的可控硅却需要8毫安以下的电流才能触发导通。因此,当把这个300安可控硅更换到电路上去以后,可能会出现不触发或触发不可靠的现象。(俞菲)