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陈静

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如何检测晶闸管的好坏?

晶闸管在电路原理图中通常用字母“SCR”表示。例如,SCR2是指编号为2的晶闸管。示意图中晶闸管的符号如图1所示。

图1.晶闸管的符号
4.1 U定向T型闸管的检测(1)各电极的区分:根据普通晶闸管的结构可以看出,栅极G和阴极K之间有一个PN结,具有单向导电特性,而阳极A和栅极之间有两个极性相反的PN结串联连接。因此,通过测量万用表的R × 100或R × 1 k Q电平的普通晶闸管引脚之间的电阻,可以确定三个电极。
具体方法是:用万用表的黑色探头连接晶闸管的一个电极,用红色探头依次接触另外两个电极。如果测量结果的电阻值为几千欧姆(kΩ),另一个电阻值为几百欧姆(Ω),则可以确定黑色探头连接到栅极G。在电阻值为几百欧姆的测量中,红色探头连接到阴极K,在电阻值为几千欧姆的测量中,红色探头连接到阳极A。如果测量的电阻值都非常大,则意味着黑色探头未连接到栅极G.应用相同的方法测试其他电极,直到找到三个电极。
您还可以测量任意两个引脚之间的正向和反向电阻。如果正向和反向电阻接近无穷大,则两个电极是阳极A和阴极K,另一个引脚是栅极G。
普通晶闸管的每个电极也可以根据其封装形式来判断。
例如,螺栓式普通晶闸管的螺栓端是阳极A,较薄的引线端是栅极G,较粗的引线端是阴极K。
扁平晶闸管的引线端为栅极G,平端为阳极A,另一端为阴极K。
金属封装晶闸管(T0-3)是普通晶闸管,其壳体为阳极A。
塑料晶闸管(T0-220)的中间引脚是阳极A,它大多与自己的散热器连接。

图2.几种常见晶闸管的引脚排列
(2)判断好坏:用万用表的R×1 kΩ电平测量普通晶闸管阳极A与阴极K之间的正反向电阻值,通常应为无穷大(∞);如果正向和反向电阻值为零或电阻值都很小,则表明晶闸管内部发生击穿短路或泄漏。
测量栅极G和阴极K之间的正向和反向电阻值,通常应有类似于二极管的正向和反向电阻值(实际测量结果小于普通二极管),即正向电阻值小(小于2kΩ),反向电阻值大(大于80kΩ)。如果两个测量值的电阻值既大又小,则表示晶闸管在电极G和K之间开路或短路。如果正向和反向电阻值相等或接近,则表明晶闸管出现故障,其电极G和K之间的PN结已失去单向传导效应。
测量阳极A和栅极G之间的正向和反向电阻值。在正常情况下,两个电阻都应该是几百千欧(kΩ)或无限大。如果正向和反向电阻值不同(像二极管一样存在单向导通)。栅极G和电极A之间反向串联的两个PN结中的一个短路。
(3)触发能力检测:对于功率低(工作电流在5A以下)的普通晶闸管,可以用万用表的R×1电平进行测量。在测量过程中,黑色探头连接到阳极A,红色探头连接到阴极K。此时,表针不动,阻力值显示为无限(∞)。使用镊子或导线使晶闸管的阳极A和栅极G短路(见图3),相当于向栅极G施加正向触发电压。此时,如果电阻值为几欧姆到几十欧姆(具体电阻值会根据晶闸管的零件号而变化),则表明晶闸管由于正向触发而导通。然后断开电极A和栅极G(电极A和K上的探头不移动,只有栅极G的触发电压被切断)。如果表针指示的值仍处于几欧姆到几十欧姆的位置,则表明晶闸管的触发性能良好。

图3.检测触发能力
对于工作电流在5A以上的中大功率普通晶闸管,导通状态电压降VT,保持电流IH并且栅极触发电压Vo都比较大。万用表的R×1kΩ电平提供的电流很低,晶闸管不能完全导通,因此可以在黑色探头的末端串联一个200Ω可调电阻和一到三个1.5 V干电池(取决于被测晶闸管的容量, 如果其工作电流大于100 A,则使用三个1.5 V干电池),如图4所示。

图4.检测触发电压
您还可以使用图5中的测试电路来测试普通晶闸管的触发能力。在电路中,vT是被测晶闸管,HL是6.3 V指示器(手电筒中的小电珠),GB是6 V电源(可以使用四节1.5 V干电池或6 V稳压电源),S是按钮,R是限流电阻。

图5.测试电路以测试触发能力
当按钮S未连接时,晶闸管VT处于阻塞状态,指示灯HL不亮(如果此时HL打开,则可能会出现vT击穿或漏电损坏)。按下按钮S一次(打开S片刻,为晶闸管VT的栅极G提供触发电压),如果指示灯HL始终亮起,则表示晶闸管具有良好的触发能力。如果指示灯亮度低,则表明晶闸管性能差,导通压降大(正常情况下导通压降应在1V左右)。如果按钮S亮,则指示灯亮,当按钮S关闭时,指示灯熄灭,表示晶闸管损坏,触发性能差。
4.2 可控硅的检测(1)各电极的判别:使用万用表的R×1或R×10电平测量可控硅三个引脚之间的正反向电阻值。如果测量到一个引脚未与其他两个引脚连接,则该引脚是主电极T2。
找到电极T2后,剩下的两个引脚是主电极T1和栅极G3。测量这两个引脚之间的正向和反向电阻值将获得两个较小的电阻值。在电阻值小(约几十欧姆)的测量中,黑色探头连接到主电极T1,红色探头连接到栅极G。
螺栓形TRIAC的螺栓的一端是主电极T2,较薄的引线端是栅极G,较粗的引线端是主电极T1。
金属封装(TO-3)三端双向可控硅的外壳是主电极T2。
塑料封装(TO-220)可控硅的中间引脚是主电极T2,通常连接到自己的小散热器。

图6.多个可控硅的引脚排列
(2)判断好坏:用万用表的R×1或R×10电平测量三端双向可控硅主电极T1与主电极T2之间、主电极T2与栅极G之间的正反向电阻值。通常它应该接近无穷大。如果测得的电阻值都非常小,则意味着可控硅的电极已被击穿或短路。
测量主电极T1和栅极G的正反向电阻,通常应在数十欧姆(Ω)和一百欧姆(Ω)之间(当黑色探头连接到电极T1并且红色探头连接到栅极G时,测得的正向电阻值略小于反向电阻值)。如果测量电极T1和栅极G之间的正向和反向电阻值为无穷大,则表明晶闸管已被开路损坏。
(3)触发能力检测:对于工作电流在8A以下的小功率可控硅,可直接用万用表的R×1电平进行测量。测量时,首先将黑色探头连接到主电极T2,将红色探头连接到主电极T1,然后用镊子使电极T2和栅极G短路,并在栅极G上增加正极性触发信号。如果此时测得的电阻值从无穷大变为十欧姆(Ω)以上,则表示已触发晶闸管导通,导通方向为T2→T1。
然后将黑色探头连接到主电极T1,将红色探头连接到主电极T2。用镊子使电极T2和栅极G短路,并在栅极G上增加负极性触发信号。如果此时测得的电阻值从无穷大变为十欧姆(Ω)以上,则表示晶闸管已被触发导通,导通方向为T1→T2。
如果在触发晶闸管导通后栅极G断开,电极T2和T1之间无法维持低电阻导通状态,电阻值变为无限大,则表明可控硅性能不佳或损坏。如果在栅极G上增加正极性(或负极性)触发信号,晶闸管仍然不导通(T1和T2之间的正向和反向电阻值仍然是无限的),则晶闸管损坏并且没有触发连续性。
对于工作电流为8A或更高的中高功率TRIAC在测量其触发能力时,可以将1至3个1.5V干电池串联到万用表的探头上,然后如上所述使用R×1电平进行测量。
对于耐压为400V或以上的可控硅,也可以使用220V交流电压来测试其触发能力和性能。
图7是可控硅的测试电路。在电路中,FL为60W/220V白炽灯泡,VT为被测可控硅,R为100Ω限流电阻,S为按钮。

图7.可控硅电路
电源插头接通工作频率交流电后,可控硅处于关断状态,灯泡熄灭。 (如果此时灯泡正常发光,则表示被测晶闸管的电极T1和T2已击穿短路;如果灯泡略轻, 这意味着被测晶闸管因泄漏而损坏)。按下按钮S一次,为晶闸管的栅极G提供触发电压信号。正常情况下,应立即触发晶闸管开启,灯泡正常发光。如果灯泡无法发光,则测试晶闸管的内部电路已损坏。如果按下按钮S时灯泡打开,松开按钮时灯泡关闭,则表明被测晶闸管的触发性能较差。
使用万用表检测低功率光控晶闸管时,将万用表置于R×1电平,将一至三节1.5V干电池串联到黑色探头上,测量两个引脚之间的正反向电阻值。通常它应该是无限的。然后用小手电筒或激光笔照亮光控晶闸管的受光窗口。此时,可以测量到很小的正向电阻值,但反向电阻值仍然是无限的。在电阻值较小的测量中,黑色探头连接到阳极A,红色探头连接到阴极K。
以下方法也可用于测量光控晶闸管。打开电源开关S,用手电筒照亮晶闸管VT的受光窗口。添加触发光源后(大功率光控晶闸管自带光源,只要在其光缆中加入发光二极管或半导体激光器的工作电压,无需外部光源),指示灯EL应亮。光源抽真空后,指示灯EL应保持亮起。只有一个PN结。因此,您只需要使用万用表测量电极 A 和 G。
将万用表置于R×1 kΩ电平,两个探头可以连接到被测晶闸管的两个引脚之一(测量其正向和反向电阻值)。如果用低电阻值测量一对引脚,则黑色探头连接到阳极A,而红色探头连接到栅极G,另一个引脚是阴极K。
(2)判断好坏:用万用表的R×1电平测量BTG晶闸管电极之间的正反向电阻值。在正常情况下,阳极A和阴极K之间的正反向电阻是无限的;阳极A和栅极G之间的正向电阻(当黑色探头连接到电极A时)为几百欧姆到几千欧姆,反向电阻值是无限的。如果测量两个电极之间的正向和反向电阻值非常小,则表明晶闸管已短路并损坏。
(3)触发能力检测:将万用表置于R×1 Ω电平,将黑色探头连接到阳极A,红色探头连接到阴极K。测得的电阻应该是无限的。然后用手指触摸门G并向其添加人体感应信号。如果此时电极A和K之间的电阻从无穷大变为低电阻(几欧姆),则表明晶闸管具有良好的触发能力。否则,晶闸管的性能较差。


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