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文档之家› 第1章 晶闸管的串并联和保护解读
第1章 晶闸管的串并联和保护解读
选择动态参数和特性尽 量一致的器件。 用 RC 并联支路作动态均 压。
采用门极强脉冲触发可 以显著 减小器 件开通时 间上的差异。
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器件串联时,必须降低电压的额定值使用:
(0.8 ~ 0.9)nsUTN (2 ~ 3)U m
式中:ns 为串联器件数
UTN 为晶闸管额定电压 Um 作用于串联器件上的正反向峰值电压
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二. 过电流保护的一般方法
过电流——过载和短路两种情况 常用措施: 快速熔断器、直流快速断路器和过电流继电器 同时采用几种过电流保护措施,提高可靠性和 合理性
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电子电路作为第一保护措施,快熔仅作为短 路时的部分区段的保护,直流快速断路器整 定在电子电路动作之后实现保护,过电流继 电器整定在过载时动作
用门极强脉冲触发也有助于动态均流
当需要同时串联和并联晶闸管时,通常采用先串 后并的方法联接
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电阻均流
均流变压器
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器件并联时,必须降低电流的额定值使用:
(0.8 ~ 0.9)np IT ( AV ) (1.5 ~ 2.0)I
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第二节 晶闸管的保护
一. 晶闸管的过电流及其保护
晶闸管在规定的冷却条件下, 通过两倍通态平均电流时,可经受的时间为0.5s; 通过三倍通态平均电流时,可经受的时间为60ms; 通过六倍通态平均电流时,可经受的时间为20ms; 通过二十倍通态平均电流时,可经受的时间为10ms。 浪涌电流ITSM
反向时,可能使其中一个器件先反向击穿,另一 个随之击穿。
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静态均压措施 选用参数和特性尽量一致的器件 采用电阻均压, Rp 的阻值应比器件阻断时的 正、反向电阻小得多
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动 态 不 均 压 —— 由 于 器 件 动态参数和特性的差异造 成的不均压。 动态均压措施:
式中:np 为并联支路数
IT(AV) 为晶闸管额定电流 I 为允许过载时晶闸管一组(桥臂)的
平均电流
IT ( AV )
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(1.5 ~ 2.0) I I (1.7 ~ 2.5) (0.8 ~ 0.9)n p np
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电力MOSFET和IGBT并联运行的特点
电力MOSFET并联运行的特点
Ron 具有正温度系数,具有电流自动均衡的能力,容 易并联 注意选用Ron、UT、Gfs和Ciss尽量相近的器件并联 电路走线和布局应尽量对称 可在源极电路中串入小电感,起到均流电抗器的作用
IGBT并联运行的特点
在 1/2 或 1/3 额定电流以下的区段,通态压降具有负的 温度系数 在以上的区段则具有正温度系数 并联使用时也具有电流的自动均衡能力,易于并联
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(三)快速开关和过流继电器 快速开关都用在直流电路,全分断时间最快 为10ms。 过流继电器有直流和交流两种,动作时间一 般都是几百毫秒。 在容易发生过流的装置中,加设快速开关或 过流继电器。动作值整定得低些,当出现过流时, 总是快速开关或过流继电器首先动作,即使动作 速度不如快熔,也不致危及晶闸管。此后经过复 位,又可恢复正常工作。
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快熔对器件的保护方式:全保护和短路保护两 种 全保护:过载、短路均由快熔进行保护,适 用于小功率装置或器件裕度较大的场合 短路保护方式:快熔只在短路电流较大的区 域起保护作用 对重要的且易发生短路的晶闸管设备,或全控 型器件(很难用快熔保护),需采用电子电路 进行过电流保护 常在全控型器件的驱动电路中设置电子电路过 电流保护环节,响应最快
U TN
(2 ~ 3)U m Um (2.2 ~ 3.8) (0.8 ~ 0.9)ns ns
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二. 晶闸管的并联
目的:多个器件并联来承担较大的电流 问题:会分别因静态和动态特性参数的差异而电流 分配不均匀 均流措施
挑选特性参数尽量一致的器件
采用均流电抗器
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(一)快速熔断器(快熔)的过载特性与晶闸管的 配合 快速熔断器是电力电子装置中最有效、应用最 广的一种过电流保护措施 曲线 1是 300A快熔的保 护特性,表明流过快 熔的电流越大,其熔 断时间越短。当短路 电流通过时,熔断时 间可缩短到 5ms以下。 在额定电流下工作时, 熔断时间为无穷大, 可长期工作。
2018/1 200A 晶闸管的过载特性。在 交点 A 的 左侧 , 快溶的 熔断时间小于晶闸管达 到额定结温所需时间, 快熔起到保护作用。在 A 点的右 侧快熔 不起保 护作用。 再考虑到快熔和晶闸管的特性都有分散性,而且还 随温度而变化,所以快熔用作短路保护是合适的, 但不宜作过载保护。
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(二)快速熔断器的主要参数
1. 额定电压 根据熔断后快熔能实际承受的电压。
有250、500、750、1000、1500V五个等级。
2 . 额定电流 指快熔能能长期通过的电流有效值。 有10、50、100、200、350、500、750、1000A。 3 . 允通能量 通常用 i 2 dt表示。快熔的 i 2 dt 值应 小于被保护器件的允许 i 2 dt值。 为保证熔体在正常过载情况下不熔化,应考虑 其时间电流特性。
第六章
第一节
晶闸管的串并联和保护
晶闸管的串联和并联
对较大型的整流装置,单个晶闸管的电压 和电流定额远不能满足要求。在高电压和大电流 的场合,必须把晶闸管的串联或并联起来应用, 或者晶闸管装置串联或并联起来应用。
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一. 晶闸管的串联
目的:当晶闸管额定电压小于要求时,可以串联。 问题:理想串联希望器件分压相等,但因特性差 异,使器件电压分配不均匀。 静态不均压,串联的器件流过的漏电流相同,但 因静态伏安特性的分散性,各器件分压不等。 承受电压高的器件首先达到转折电压而导通,使 另一个器件承担全部电压也导通,失去控制作用。