電力電子晶閘管參數(shù)的選擇
來源:jobsfree.cn 發(fā)表時(shí)間:2022-01-13
1 選擇正反向電壓
可控硅在門極無(wú)信號(hào),控制電流Ig為0時(shí),在陽(yáng)(A)逐一陰(K)極之間加(J2)處于反向偏置,所以,器件呈高阻抗?fàn)顟B(tài),稱為正向阻斷狀態(tài),若增大UAK而達(dá)到一定值VBO,可控硅由阻斷忽然轉(zhuǎn)為導(dǎo)通,這個(gè)VBO值稱為正向轉(zhuǎn)折電壓,這種導(dǎo)通是非正常導(dǎo)通,會(huì)減短器件的壽命。所以必須選擇足夠正向重復(fù)阻斷峰值電壓(VDRM)。在陽(yáng)逐一陰極之間加上反向電壓時(shí),器件的第一和第三PN結(jié)(J1和J3)處于反向偏置,呈阻斷狀態(tài)。當(dāng)加大反向電壓達(dá)到一定值VRB時(shí)可控硅的反向從阻斷忽然轉(zhuǎn)變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài),此時(shí)是反向擊穿,器件會(huì)被損壞。而且VBO和VRB值隨電壓的重復(fù)施加而變小。在感性負(fù)載的情況下,如磁選設(shè)備的整流裝置。在關(guān)斷的時(shí)候會(huì)產(chǎn)生很高的電壓( ∈=-Ldi/dt),假如電路上未有良好的吸收回路,此電壓將會(huì)損壞可控硅器件。因此,器件也必須有足夠的反向耐壓VRRM。
可控硅在變流器(如電機(jī)車)中工作時(shí),必須能夠以電源頻率重復(fù)地經(jīng)受一定的過電壓而不影響其工作,所以正反向峰值電壓參數(shù)VDRM、VRRM應(yīng)保證在正常使用電壓峰值的2-3倍以上,考慮到一些可能會(huì)出現(xiàn)的浪涌電壓因素,在選擇代用參數(shù)的時(shí)候,只能向高一檔的參數(shù)選取。
2 選擇額定工作電流參數(shù)
可控硅的額定電流是在一定條件的******通態(tài)均勻電流IT,即在環(huán)境溫度為+40℃和規(guī)定冷卻條件,器件在阻性負(fù)載的單相工頻正弦半波,導(dǎo)通角不少于l70℃的電路中,當(dāng)穩(wěn)定的額定結(jié)溫時(shí)所答應(yīng)的******通態(tài)均勻電流。而一般變流器工作時(shí),各臂的可控硅有不均流因素。可控硅在多數(shù)的情況也不可能在170℃導(dǎo)通角上工作,通常是少于這一角度。這樣就必須選用可控硅的額定電流稍大一些,一般應(yīng)為其正常電流均勻值的1.5-2.0倍。
3 選擇門極(控制級(jí))參數(shù)
可控硅門極施加控制信號(hào)使它由阻斷變成導(dǎo)通需經(jīng)歷一段時(shí)間,這段時(shí)問稱開通時(shí)間tgt,它是由延遲時(shí)間td和上升時(shí)間tx組成,tr是從門極電流脈沖前沿的某一規(guī)定起(比如門極電流上升到終值的90%時(shí)起)到通態(tài)陽(yáng)極電流IA達(dá)到終值的10%那瞬為止的時(shí)間隔,tr是陽(yáng)極電流從l0%上升到90%所經(jīng)歷的時(shí)間??梢婇_通時(shí)間tgt與可控硅門極的可觸發(fā)電壓、電流有關(guān),與可控硅結(jié)溫,開通前陽(yáng)極電壓、開通后陽(yáng)極電流有關(guān),普通可控硅的tgt10μs以下。在外電路回路電感較大時(shí)可達(dá)幾十甚至幾百μs以上(陽(yáng)極電流的上升慢)。在選用可控硅時(shí),特別是在有串并聯(lián)使用時(shí),應(yīng)盡量選擇門極觸發(fā)特征接近的可控硅用在同一設(shè)備上,特別是用在同一臂的串或并聯(lián)位置上。這樣可以進(jìn)步設(shè)備運(yùn)行的可靠性和使用壽命。假如觸發(fā)特性相差太大的可控硅在串聯(lián)運(yùn)行時(shí)將引起正向電壓無(wú)法均勻分配,使tgt較長(zhǎng)的可控硅管受損,并聯(lián)運(yùn)行時(shí)tgt較短的可控硅管將分配更大的電流而受損,這對(duì)可控硅器件是不利的。所以同一臂上串或并聯(lián)的可控硅觸發(fā)電壓、觸發(fā)電流要盡量一致,也就是配對(duì)使用。
在不答應(yīng)可控硅有受干擾而誤導(dǎo)通的設(shè)備中,如電機(jī)調(diào)速等,可選擇門極觸發(fā)電壓、電流稍大一些的管子(如可觸發(fā)電壓VGT>2V,可觸發(fā)電流IGT:>150mA)以保證不出現(xiàn)誤導(dǎo)通,在觸發(fā)脈沖功率強(qiáng)的電路中也可選擇觸發(fā)電壓、電流稍大一點(diǎn)的管。在磁選礦設(shè)備中,特別是舊的窄脈沖觸發(fā)電路中,可選擇一些VG、IG低一些的管子,如VGT<1.5V、IGT在≤100mA以下??蓽p少觸發(fā)不通而出現(xiàn)缺相運(yùn)行。以上所述說明在某些情況下應(yīng)對(duì)VGT和IGT參數(shù)進(jìn)行選擇。