雙向可控硅測試指南

圖1，雙向可控硅測試儀用一只開關(guān)轉(zhuǎn)換測試信號(hào)的極性。

　　圖1是一個(gè)簡單而成本低廉的測試設(shè)備，它可測試Littelfuse公司的L2004F31、L2004F61、L2004L1和L4004V6TP雙向可控硅，也可以用于測試任何其它的引線式雙向可控硅，因?yàn)樗袠?biāo)準(zhǔn)封裝（包括TO-220AB、TO-202AB、TO-251和Ipak）都有相同的管腳布局。用一個(gè)IC插座可以便于插入待測雙向可控硅。這種方法也適用于SMD（表面貼裝器件），前提是能找到或創(chuàng)建一個(gè)合適的測試插槽。極性開關(guān)S1是一只DPDT（雙刀雙擲）器件，用于檢查雙向的導(dǎo)通性。切換開關(guān)S2是瞬時(shí)SPST（單刀單擲）按鍵器件，通過電阻R2連接?xùn)艠O（Pin 3）與MT2（Pin 2），以觸發(fā)待測的雙向可控硅（圖1）。

表1，雙向可控硅的測試

　　測試過程只花不到5s，包含4個(gè)步驟（表1）。LED向測試操作者顯示每個(gè)步驟的結(jié)果。如果所有四步測試均獲通過，則雙向可控硅合格。在制造期間要再做一次雙向可控硅測試，以保證裝配板沒有問題，雙向可控硅工作正常。這一測試可節(jié)約時(shí)間與人工，避免整件產(chǎn)品裝配完后才發(fā)現(xiàn)問題。做此測試時(shí)雙向可控硅已焊在電路板上。使用的電源電壓為標(biāo)稱120/220V AC。測試應(yīng)對DUT有最小影響，并使用最少的時(shí)間與工作量。測試中用雙向可控硅測試儀代替一個(gè)負(fù)載。從測試儀到DUT的連接可以有變化，而且要確保在連接120/220V AC時(shí)采取一些安全措施。

圖2，對于阻性負(fù)載，測試儀用兩只LED指示兩個(gè)方向的成功與失敗。

　　針對驅(qū)動(dòng)阻性負(fù)載的雙向可控硅要用不同的測試設(shè)備，如白熾燈或加熱器（圖2）。每只LED檢查一個(gè)方向的導(dǎo)通性。當(dāng)雙向可控硅關(guān)閉時(shí)，兩只LED均熄滅。而在打開時(shí)，兩只LED均應(yīng)發(fā)光。對于感性負(fù)載（如電機(jī)），雙向可控硅要并聯(lián)一個(gè)由C1和R1組成的RC緩沖電路（圖3）。不幸的是，緩沖電路會(huì)使測試電路產(chǎn)生一個(gè)小的電流泄漏，即使在雙向可控硅已關(guān)閉的情況下。圖3中的電路表示如何用電阻R2和一只交流擊穿電壓為95V的氖燈，避免這個(gè)問題。

圖3，對于感性負(fù)載，增加一個(gè)氖燈來盡量減少泄漏電流。

　　圖1、圖2和圖3中測試結(jié)果的指示器均為LED。有些情況下，雙向可控硅的測試是一個(gè)多任務(wù)測試系統(tǒng)的一部分，用于檢查整個(gè)設(shè)備的其它元件或參數(shù)，包括雙向可控硅。這種測試包含一個(gè)測量序列，系統(tǒng)操作者只獲得兩個(gè)可能信號(hào)中的一個(gè)：合格或不合格。這些測試采用一種基于微控制器的系統(tǒng)。因此，所有接口信號(hào)均為數(shù)字格式：高或低。

圖4，一只光耦將雙向可控硅與大地隔離開來。

　　你也可以通過使用微控制器的ADC從而用模擬信號(hào)。不過，一般不采用這種方法，因?yàn)榈投宋?a target="_blank">控制器中的ADC數(shù)量有限，并且需要更復(fù)雜的軟件。如果雙向可控硅的MT1管腳接地，則微控制器與待測雙向可控硅的接口就沒有問題。在多數(shù)情況下，MT1和MT2是與大地隔離的。當(dāng)有這種情況時(shí)，可以用一只光耦，如California Eastern Laboratories的PS2501-2（圖4）。它包含兩個(gè)光學(xué)耦合的隔離器，由LED和NPN光電晶體管組成，最大電壓為80V。

圖5，RC濾波器使你可以采用PWM信號(hào)。

　　如果雙向可控硅的輸出包含一個(gè)脈沖序列，例如是用于電機(jī)速度或燈光亮度控制的一個(gè)PWM（脈沖寬度調(diào)制）信號(hào)，則要在微控制器的ADC輸入端前使用一個(gè)低通RC濾波器（圖5）。該濾波器的時(shí)間常數(shù)t=R6×C2取決于PWM信號(hào)周期與占空比。測試鏈中的測量應(yīng)不早于3t~5t。使用微控制器的ADC需要額外的固件。為避免這種要求，可以使用一個(gè)比較器（如美國國家半導(dǎo)體公司的LM393），將濾波器后的電壓與一個(gè)基準(zhǔn)電壓作比較，從而為微控制器的輸入端產(chǎn)生一個(gè)邏輯高電平。參考文獻(xiàn)1描述了一種替代性方案，它用最少的外接元件解決了固件復(fù)雜的難題。

可控硅的檢測
　　1.單向可控硅的檢測
　　萬用表選用電阻R×1檔，用紅黑兩表筆分別測任意兩引腳間正反向電阻直至找出讀數(shù)為數(shù)十歐姆的一對引腳，此時(shí)黑筆接的引腳為控制極G，紅筆接的引腳為陰極K，另一空腳為陽極A。此時(shí)將黑表筆接已判斷了的陽極A，紅表筆仍接陰極K。此時(shí)萬用表指針應(yīng)不動(dòng)。用短接線瞬間短接陽極A和控制極G，此時(shí)萬用表指針應(yīng)向右偏轉(zhuǎn)，阻值讀數(shù)為10歐姆左右。如陽極A接黑表筆，陰極K接紅表筆時(shí)，萬用表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，說明該單向可控硅已擊穿損壞。
　　2.雙向可控硅的檢測
　　用萬用表電阻R×1檔，用紅黑兩表筆分別測任意兩引腳正反向電阻，結(jié)果其中兩組讀數(shù)為無窮大。若一組為數(shù)十歐姆時(shí)，該組紅黑表筆所接的兩引腳為第一陽極A1和控制極G，另一空腳即為第二陽極A2。確定A、G極后，再仔細(xì)測量A1、G極間正反向電阻，讀數(shù)相對較小的那次測量的黑表筆所接的引腳為第一陽極A1，紅表筆所接引腳為控制極G。將黑表筆接已確定了的第二陽極A2，紅表筆接第一陽極A1，此時(shí)萬用表指針應(yīng)不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，阻值為無窮大。再用短接線將A2、G極瞬間短接，給G極加上正向觸發(fā)電壓，A2、A1間阻值約為10歐姆左右。隨后斷開A2、G極短接線，萬用表讀數(shù)應(yīng)保持10歐姆左右。互換紅黑表筆接線，紅表筆接第二陽極A2，黑表筆接第一陽極A1。同樣萬用表指針應(yīng)不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，阻值為無窮大。用短接線將A2、G極間再次瞬間短接，給G極加上負(fù)向的觸發(fā)電壓，A1、A2間阻值也是10歐姆左右。隨后斷開A2、G極間短接線，萬用表讀數(shù)應(yīng)不變，保持10歐姆左右。符合以上規(guī)律，說明被測雙向可控硅管未損壞且三個(gè)引腳極性判斷正確。
　　檢測較大功率可控硅管是地，需要在萬用表黑筆中串接一節(jié)1.5V干電池，以提高觸發(fā)電壓。