晶閘管的過(guò)電壓保護(hù) :
1、過(guò)電壓:當(dāng)加在晶閘管上的電壓超過(guò)額定電壓時(shí)稱(chēng)為過(guò)電壓。
2、原因:電源變壓器的一次側(cè)斷開(kāi)或接通、直流側(cè)感性負(fù)載的 切斷、快速熔斷器的熔斷、突然跳閘等。
3、措施:
①阻容保護(hù) :吸收回路作用:一旦電路中發(fā)生過(guò)電壓,電容器被迅速充 電,電容兩端的電壓不能突變,這就有效地抑制了過(guò)電壓。阻容吸收回路可以并聯(lián)在交流側(cè)、直流側(cè)或晶閘管側(cè);
②非線(xiàn)性電阻保護(hù):目前常用的非線(xiàn)性電阻是金屬 氧化物壓敏電阻,它具有正反向相 同的很陡的電壓—電流特性;
電路正常工作時(shí),壓敏電阻不 擊穿,通過(guò)的漏電流很小。壓敏電 阻在遇到過(guò)電壓時(shí)可通過(guò)高達(dá)數(shù)千 安的放電電流,之后又恢復(fù)正常, 因此它抑制過(guò)電壓的能力很強(qiáng);
由于壓敏電阻正反向特性對(duì)稱(chēng),單相電路中只用一只壓敏電 阻,三相電路中用三只壓敏電阻。
晶閘管的發(fā)展歷史及制約因素
半導(dǎo)體的出現(xiàn)成為20世紀(jì)現(xiàn)代物理學(xué)其中一項(xiàng)重大的突破,標(biāo)志著電子技術(shù)的誕生。而由于不同領(lǐng)域的實(shí)際需要,促使半導(dǎo)體器件自此分別向兩個(gè)分支快速發(fā)展,其中一個(gè)分支即是以集成電路為代表的微電子器件,特點(diǎn)為小功率、集成化,作為信息的檢出、傳送和處理的工具;而另一類(lèi)就是電力電子器件,特點(diǎn)為大功率、快速化。1955年,美國(guó)通用電氣公司研發(fā)了世界上個(gè)以硅單晶為半導(dǎo)體整流材料的硅整流器(SR),1957年又開(kāi)發(fā)了全球用于功率轉(zhuǎn)換和控制的可控硅整流器(SCR)。由于它們具有體積小、重量輕、效率高、壽命長(zhǎng)的優(yōu)勢(shì),尤其是SCR能以微小的電流控制較大的功率,令半導(dǎo)體電力電子器件成功從弱電控制領(lǐng)域進(jìn)入了強(qiáng)電控制領(lǐng)域、大功率控制領(lǐng)域。在整流器的應(yīng)用上,晶閘管迅速取代了整流器(引燃管),實(shí)現(xiàn)整流器的固體化、靜止化和無(wú)觸點(diǎn)化,并獲得巨大的節(jié)能效果。從1960年始,由普通晶閘管相繼出了快速晶閘管、光控晶閘管、不對(duì)稱(chēng)晶閘管及雙向晶閘管等各種特性的晶閘管,形成一個(gè)龐大的晶閘管家族。
但晶閘管本身存在兩個(gè)制約其繼續(xù)發(fā)展的重要因素。一是控制功能上的欠缺,普通的晶閘管屬于半控型器件,通過(guò)門(mén)極(控制極)只能控制其開(kāi)通而不能控制其關(guān)斷,導(dǎo)通后控制極即不再起作用,要關(guān)斷必須切斷電源,即令流過(guò)晶閘管的正向電流小于維持電流。由于晶閘管的關(guān)斷不可控的特性,必須另外配以由電感、電容及開(kāi)關(guān)器件等組成的強(qiáng)迫換流電路,從而使裝置體積,成本增加,而且系統(tǒng)更為復(fù)雜、可靠性降低。二是因?yàn)榇祟?lèi)器件立足于分立元件結(jié)構(gòu),開(kāi)通損耗大,工作頻率難以提高,限制了其應(yīng)用范圍。1970年代末,隨著可關(guān)斷晶閘管(GTO)日趨成熟,成功克服了普通晶閘管的缺陷,標(biāo)志著電力電子器件已經(jīng)從半控型器件發(fā)展到全控型器件
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晶閘管的工作條件
由于晶閘管只有導(dǎo)通和關(guān)斷兩種工作狀態(tài),所以它具有開(kāi)關(guān)特性,這種特性需要一定的條件才能轉(zhuǎn)化:
(1)晶閘管承受反向陽(yáng)極電壓時(shí),無(wú)論門(mén)極承受何種電壓,晶閘管都處于關(guān)斷狀態(tài)。
(2)晶閘管承受正向陽(yáng)極電壓時(shí),僅在門(mén)極承受正向電壓的情況下晶閘管才導(dǎo)通。
(3)晶閘管在導(dǎo)通情況下,只要有一定的正向陽(yáng)極電壓,無(wú)論門(mén)極電壓如何,晶閘管保持導(dǎo)通,即晶閘管導(dǎo)通后,門(mén)極失去作用。
(4)晶閘管在導(dǎo)通情況下,當(dāng)主回路電壓(或電流)減小到接近于零時(shí),晶閘管關(guān)斷。
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晶閘管的使用注意事項(xiàng)
選用可控硅的額定電壓時(shí),應(yīng)參考實(shí)際工作條件下的峰值電壓的大小,并留出一定的余量。
1、選用可控硅的額定電流時(shí),除了考慮通過(guò)元件的平均電流外,還應(yīng)注意正常工作時(shí)導(dǎo)通角的大小、散熱通風(fēng)條件等因素。在工作中還應(yīng)注意管殼溫度不超過(guò)相應(yīng)電流下的允許值。
2、使用可控硅之前,應(yīng)該用萬(wàn)用表檢查可控硅是否良好。發(fā)現(xiàn)有短路或斷路現(xiàn)象時(shí),應(yīng)立即更換。
3、嚴(yán)禁用兆歐表(即搖表)檢查元件的絕緣情況。
4、電流為5A以上的可控硅要裝散熱器,并且保證所規(guī)定的冷卻條件。為保證散熱器與可控硅管心接觸良好,它們之間應(yīng)涂上一薄層有機(jī)硅油或硅脂,以幫于良好的散熱。
5、按規(guī)定對(duì)主電路中的可控硅采用過(guò)壓及過(guò)流保護(hù)裝置。
6、要防止可控硅控制極的正向過(guò)載和反向擊穿。
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