可控硅（晶闸管）在整流、调压等场景应用广泛，但击穿和误触发故障常导致设备停机。本文从原理切入，提供系统化的排查方法与预防策略。
一、击穿故障的成因与应对
当可控硅承受超过阈值的电压或电流时，内部PN结可能永久性损坏，表现为直流短路状态。
关键诱因分析
- 过电压冲击：
电网浪涌或感性负载断开时产生的瞬态高压是主因。典型场景包括电机停转、继电器断开等。(来源：IEC 61000-4-5) - 散热失效：
散热器接触不良或风扇故障导致结温超过额定值，引发热击穿。铝基板氧化层是常见热阻源。
解决方案实践
- 过压保护强化：
- 在阳极-阴极间并联RC缓冲电路，吸收瞬态能量
- 选用压敏电阻（MOV）箝位电压，动作电压需低于器件重复峰值电压
- 散热系统优化：
- 定期清理散热器积尘，更换劣化导热硅脂
- 采用温度传感器监控散热器实时温度
二、误触发故障的诊断与抑制
未达到触发条件时意外导通，多由干扰信号引起，表现为设备异常启动。
干扰路径解析
- 门极干扰侵入：
电磁干扰（EMI）通过门极引线耦合，形成伪触发信号。长导线尤易成为天线。 - 电压瞬变诱发：
dv/dt耐受值不足时，阳极电压突变可能引发自导通。
系统化抑制方案
门极抗干扰三要素
- 使用双绞屏蔽线连接触发电路
- 门极-阴极间并联10-100Ω电阻降低阻抗
- 增加高频滤波电容（通常≤0.1μF）
提升dv/dt耐受性
- 在器件两端增加吸收电容
- 选择换向dv/dt参数更高的可控硅型号
三、预防性维护策略
通过设计优化降低故障率，延长器件寿命。
电路设计关键点
| 保护环节 | 实施要点 |
|---|---|
| 电压箝位 | MOV动作电压≤80% VDRM |
| 电流限制 | 快熔保险丝配合I²t曲线选型 |
| 触发隔离 | 光耦或脉冲变压器隔离驱动 |
定期检测规范
- 每季度测量触发电压/电流是否偏移
- 红外热像仪扫描散热系统温差
- 用示波器捕获开机瞬间浪涌波形
