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怎样理解晶闸管的参数?应该如何选择

2022-04-17 15:40分类:电子元器件 阅读:

 

  可控硅也就是晶闸管,海外通称为SCR元器件,是硅整流电源设备中最首要的元器件,它的主要参数挑选是不是有效立即危害着机器设备健身运动特性。有效地采用晶闸管可提升运作的稳定性和使用期限,确保生产制造和减少机器设备维修成本。

  在一般状况下,设备生产厂家工程图纸给予的晶闸管的主要参数最关键二项:即额定电压(A)和额定电流(V),应用单位指出的元器件主要参数规定也仅仅这两项,在变频式设备上的更快或高频晶闸管多一个换相关闭時间(tg)主要参数,在一般状况下也是还可以的。可是从提升设施运作特性和使用期限的方向考虑,我们在采用晶闸管元器件时可依据设施的特性对晶闸管的某一些主要参数也作一些选择。依据晶闸管的静态数据特点,对晶闸管元器件主要参数的选取明确提出以下几个方面探讨。

  如何了解可控硅的主要参数

  品体闸流管的基本参数是额定值通态均匀电流量、阻隔最高值工作电压、开启工作电压和电流量、保持电流量等,下边大家逐一表述。

  (1)额定值通态均匀电流量

  额定值通态均匀电流量IT就是指可控硅通断时需容许利用的较大沟通交流正弦函数电流量的有效值。应用中控制电路的工作中电流量应低于可控硅的额定值通态均匀电流量IT。

  (2)阻隔最高值工作电压

  阻隔最高值工作电压包含正方向阻隔最高值工作电压U DRM和反方向最高值工作电压URRM。

  正方向阻隔最高值工作电压UDRM就是指可控硅正方向阻隔时需容许反复增加的正面的最高值,反方向最高值工作电压URRM就是指容许反复加在可控硅两边的方向工作电压的最高值。应用中电源电路增加在品闸管上的电流务必低于UDRM与URRM并留出一定容量,以防导致穿透毁坏。

  (3)开启工作电压和电流量

  操纵极开启工作电压UG和操控极开启电流量I(G,是挑唆可控硅从阻隔状况转换为通断模式时,所须要的最低操控极交流电压和直流电流。应用中应使具体开启工作电压和电流量超过UG和IG,以确保靠谱开启。

  (4)保持电流量

  保持电流量IH就是指维持可控硅肆通所必须的较小正方向电流量。当根据可控硅的工作电流低于IH时,品闸管将撤出通断情况而关闭。

  

怎样理解晶闸管的参数?应该如何选择

  晶闸管参数应当如何选择

  1 挑选正反面向工作电压

  晶闸管在门极信号不好,操纵电流量Ig为0时,在阳(A)一一阴(K)极中间加(J2)处在方向参考点,因此 ,元器件呈高特性阻抗情况,称之为正方向阻隔情况, 若扩大UAK而做到一定值VBO,晶闸管由阻隔忽然变为通断,这一VBO值称之为正方向转折点工作电压,这类通断是异常通断,会缩短元器件的使用寿命。因此一定要挑选充足 正方向反复阻隔最高值工作电压(VDRM)。在阳一一负极中间再加上逆向工作电压时,元器件的第一和第三PN结(J1和J3)处在方向参考点,呈阻隔情况。当增加反方向工作电压达 到一定值VRB时晶闸管的反方向从阻隔忽然转化为通断情况,这时是反方向穿透,元器件会被毁坏。并且VBO和VRB值随工作电压的反复增加而缩小。在交流电流的状况 下,如磁选设备的变压器设备。在关闭的过程中会造成很高的工作电压( ∈=-Ldi/dt),假如电源电路上没有优良的消化吸收控制回路,此工作电压可能毁坏晶闸管元器件。因而,元器件也一定有充足的方向抗压VRRM.

  晶闸管在变流器(如电机车)中运行时,务必可以以开关电源頻率反复地承受一定的过压而不干扰其工作中,因此 正反面向最高值工作电压主要参数VDRM、VRRM应 确保在正常的应用工作电压最高值的2-3倍之上,充分考虑一些很有可能会经常出现的脉冲电流要素,在挑选替代主要参数的情况下,只有向高一档的技术参数选择。

  2 挑选额定值工作中电流量主要参数

  晶闸管的额定电压是在一定标准的较大通态均匀电流量IT,即在温度为 40℃和要求制冷标准,元器件在感性负载负荷的单相电直流正弦函数半波,导通角许多 于l70℃的线路中,当平稳的额定值结温时需准许的较大通态均匀电流量。而一般变流器工作中时,各臂的晶闸管有不均匀流要素。晶闸管在大多数的情形也难以在 170℃导通角上工作中,一般是低于这一视角。那样就需要采用晶闸管的额定电压稍大一些,一般应是其一切正常电流量均值的1.5-2.0倍。

  3 挑选门极(操纵级)主要参数

  晶闸管门极增加操纵数据信号使它由阻隔变为通断需历经一段时间,这一段时问称启用時间tgt,它是由时间延迟td和增益值tx构成,tr是以门极电 流脉冲前沿的某一要求起(例如门极电流量升高到终值的90%时起)到通态阳极氧化电流量IA做到终值的10%那瞬才行的時间隔,tr是阳极氧化电流量从l0%升高到 90%所亲身经历的時间。由此可见启用時间tgt与晶闸管门极的可开启工作电压、电流量相关,与晶闸管结温,启用前阳极氧化工作电压、启用后阳极氧化电流量相关,一般晶闸管的 tgt10μs下列。在外电路控制回路电感器很大时可以达到几十乃至好几百μs之上(阳极氧化电流量的升高慢)。在采用晶闸管时,尤其是在有串联和并联应用时,应尽可能挑选门极开启特点贴近的晶闸管用在同一机器设备上,尤其是用在同一臂的串或串联部位上。那样能够提升设施运作的稳定性和使用期限。假如开启特点相差太多的晶闸管在串连运转时将造成正方向工作电压没法平分,使tgt较长的晶闸管管损伤,串联运转时tgt较短的晶闸管管将分派更高的交流电而损伤,这对晶闸管元器件是不好的。因此 同 一臂上串或串联的晶闸管开启工作电压、开启电流量要尽可能一致,也就是匹配应用。

  在不允许晶闸管有受影响而欺诈通的机器设备中,如电机调速等,可挑选门极开启工作电压、电流量稍大一些的管道(怎样开启工作电压VGT》2V,可开启电流量IGT:》150mA)以确保不发生欺诈通,在开启脉冲功率强的电源电路中也可挑选开启工作电压、电流量稍大一点的管。在磁矿山机械设备中,尤其是旧的窄单脉冲开启电源电路中,可选用一些VG、IG低一些的管道,如VGT《1.5V、IGT在≤100mA以下。可减少触发不通而出现缺相运行。以上所述说明在某些 情况下应对VGT和IGT参数进行选择。(以上举例对500A的可控硅参考参数)

  4 选择关断时间(tg)

  可控硅在阳极电流减少为0以后,如果马上就加上正向阳极电压,即使无门极信号,它也会再次导通,假如在再次加上正向阳极电压之前使器件承受一定 时间的反向偏置电压,也不会误导通,这说明可控硅关断后需要一定的时间恢复其阻断能力。从电流过O到器件能阻断重加正向电压的瞬间为止的最小时闻间隔是可 控硅的关断时间tg,由反向恢复时间t和门极恢复时间t构成,普通可控硅的tg约150-200μs,通常能满足一般工频下变流器的使用,但在大感性负载 的情况下可作一些选择。在中频逆转应用,如中频装置、电机车斩波器,变频调速等情况中使用,一定要对关断时间参数作选择,一般快速可控硅(即kk型晶闸管)的关断时间在10-50μs,其工作频率可达到1K-4KHZ;中速可控硅(即KPK型晶闸管)的关断时间在60-100μs,其工作频率可达几百至 lKHZ,即电机车的变频频率。

  5 选择电压上升率(dμ/dt)和电流上升率(di/dt)

  当可控硅在阻断状态下,如在它的两端加一正向电压,即使所加电压值未达到其正向最大值断峰值电压VDRM,但

  只要所加的电压的上升率超过一定值,器件就会转为导通,这是PN结的电容引起充电,起到了触发作用,式使可控硅误导通。不同规格的可控硅都规定 了不同的dμ/dt值,选用时应加以注意,选择足够的dμ/dt的可控硅管。一般500A的可控硅dμ/dt在100-200V/μs.电机车工作频率在 几百HZ以内选用KK或KPK晶闸管应选用dμ/dt200-1000V/μs之间。

  当门极加入触发脉冲后,可控硅首先在门极附近的小区域内导通。再逐渐扩大,直至全部结面导通,因此如在刚导通时阳极电流上升太快,即可能使PN 结的局部烧坏。所以对可控硅的电流上升率应作一定的选择,器件通态电流上升率(di/dt)应能满足电路的要求。普通的可控硅(500A)的di/dt在 50一300A/μs,在工频条件下,如磁选机di/dt在50A/μs以下就可以满足使用;在变频条件下。如电机车di/dt必须在100A/μs以 上。当阳极电压高而且在峰值时触发的情况下对dμ/dt和di/dt的要求都比较高,除了应使设备避免在这种状态下运行外,对可控硅的dμ/dt和di /dt同时也要选择使用,选高一点参数的使用,另外开通时直接接有大电容容量回路时,也必须选用较大di/dt的可控硅器件。

  6 选择擎住电流IL和维持电流IH

  当可控硅门极触发而导通,若阳极电流IA尚未达到掣住电流IL值时,触发脉冲一旦消失,可控硅便又恢复阻断状态,若IA》IL,虽除掉门 极差分信号,仍保持晶闸管通断。对如磁选设备设备等的电交流电流应多方面留意。负荷电流量(亦即阳极氧化电流量)提高的速度针对门极单脉冲消退后晶闸管是不是能再次通断非常重 要,如图所示(1)所显示:负荷电流量提高快时,在单脉冲未消退前,IA》IL,单脉冲消退后不危害IA的商品流通,若IA提高慢,单脉冲消退时IA 在确保晶闸管 靠谱开启并保持通断层面,据统计,有一些半导体器件生产厂家让人了日本的路线技术性;“宽单脉冲列开启路线”,该单脉冲列力度最前沿陡、总宽大(单脉冲列宽l80°,一 般窄单脉冲仅有30°一50°,强开启单脉冲也只能约90°),所开启迅速、靠谱,并且因为是单脉冲列,因此 功能损耗尤其小(强开启的宽单脉冲功能损耗尤其大是一个至关重要的 缺陷)。

  该控制电路的单脉冲列宽合理地保障了晶闸管的保持通断,对晶闸管的保持电流量主要参数能够未作规定。据统计该电源电路也有稳压管或减压稳压阀或稳电流强度运作的挑选,有 限制电流量运作特性及过流封禁维护,有積分“绵软运行”特点,减少对晶闸管的影响电流量,并保存过柔和过压等电源开关数据信号的封禁维护插口,进一步提高了机器设备采用的可 靠性使用期限,广东省大闵行铜矿等的磁选设备用该电源电路后都获得了很好的实际效果。

  总的来说,在挑选晶闸管元器件主要参数的情况下应依据不一样的场所,路线和负荷的状况而对一些特殊的技术参数多给与挑选的考虑到,即可使设施运作更优良,更稳定和使用寿命更长。

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