晶閘管在工業(yè)中的應(yīng)用越來越廣泛,工業(yè)的應(yīng)用范圍也越來越大。晶閘管的功能越來越全面。但有時(shí),晶閘管在使用過程中會(huì)造成一些損壞。為了保證晶閘管的壽命,怎樣才能更好的保護(hù)晶閘管?
在使用中,晶閘管對(duì)過電壓非常敏感。過流對(duì)晶閘管的損害也很大。Xi安瑞新公司將介紹晶閘管的保護(hù)方法,如下:
1、過壓保護(hù)
晶閘管對(duì)過電壓非常敏感。當(dāng)直流電壓超過其關(guān)斷狀態(tài)重復(fù)峰值電壓UDRM時(shí),晶閘管將誤導(dǎo)并導(dǎo)致電路故障。當(dāng)施加的反向電壓超過其反向重復(fù)峰值電壓URRM一定值時(shí),晶閘管將立即損壞。因此,有必要研究過電壓產(chǎn)生的原因和抑制過電壓的方法。
過電壓主要是由于供給的電功率或系統(tǒng)的儲(chǔ)能發(fā)生劇烈變化,使系統(tǒng)來不及轉(zhuǎn)換,或系統(tǒng)中原本積累的電磁能量來不及耗散而產(chǎn)生的。主要發(fā)現(xiàn)有兩種:雷電等外界沖擊引起的過電壓和開關(guān)分合閘引起的沖擊電壓。雷擊或高壓斷路器動(dòng)作引起的過電壓是幾微秒到幾毫秒的電壓峰值,對(duì)晶閘管是非常危險(xiǎn)的。開關(guān)斷開和閉合引起的脈沖電壓分為以下幾類:
(1)交流電源接通和斷開引起的過電壓
比如交流開關(guān)分合閘引起的過電壓,交流側(cè)熔斷器熔斷等。由于變壓器繞組的分布電容、漏抗引起的諧振電路和電容分壓,這些過電壓值是正常值的2到10倍。一般來說,分合閘速度越快,過電壓越高,空載情況下電路斷開時(shí)過電壓也會(huì)越高。
(2)DC側(cè)產(chǎn)生的過電壓
如果切斷電路的電感較大或者切斷時(shí)的電流值較大,則會(huì)出現(xiàn)相對(duì)較大的過電壓。這種情況經(jīng)常發(fā)生在負(fù)載切斷,正在導(dǎo)通的晶閘管開路,或者快速熔斷器的熔體熔斷,導(dǎo)致電流突變的情況下。
(3)換向沖擊電壓
包括換向過電壓和換向振蕩過電壓。換相過電壓是由于晶閘管電流降至零時(shí),器件各結(jié)層中的殘余載流子重新結(jié)合而產(chǎn)生的,所以又稱為載流子積累效應(yīng)引起的過電壓。換相過電壓后出現(xiàn)換相振蕩過電壓,是電感和電容諧振產(chǎn)生的振蕩電壓,其值與換相后的反向電壓有關(guān)。反向電壓越高,換相振蕩過電壓越大。
根據(jù)過電壓產(chǎn)生的不同原因,可采用不同的抑制方法,如減少過電壓來源,衰減過電壓幅值;抑制過電壓能量的上升速度,延緩發(fā)電能量的耗散速度,增加其耗散方式;使用電子電路進(jìn)行保護(hù)等。常用來連接回路中的吸能元件來耗散能量,通常稱為吸收回路或緩沖回路。
(4)阻容吸收電路
通常過電壓的頻率很高,所以電容經(jīng)常被用作吸收元件。為了防止振蕩,往往加入阻尼電阻,形成阻容吸收回路。阻容吸收回路可以連接在電路的交流側(cè)和DC側(cè),或者并聯(lián)在晶閘管的陽極和陰極之間。吸收電路選用無感電容,接線盡量短。
(5)吸收回路由硒堆、壓敏電阻等非線性元件組成。
上述阻容吸收電路的時(shí)間常數(shù)RC是固定的,有時(shí)對(duì)時(shí)間短、峰值高、能量大的過電壓放電來不及,抑制過電壓的效果差。因此,一般情況下,變流器的進(jìn)出口端都有硒堆或壓敏電阻等非線性元件。硒堆的特點(diǎn)是工作電壓與溫度有關(guān),溫度越低,耐壓越高;此外,硒堆具有自恢復(fù)特性,可多次使用。過電壓作用后,硒襯底上的燒孔被熔化的硒覆蓋,其工作特性又恢復(fù)了。壓敏電阻是一種基于氧化鋅的金屬氧化物非線性電阻。它的結(jié)構(gòu)是兩個(gè)電極,電極之間填充不規(guī)則的ZNO微晶,粒徑為10~50μm, 并且在它們之間有厚度約為1微米的氧化鉍晶界層..這個(gè)晶界層在正常電壓下處于高阻狀態(tài),只有很小的漏電流,小于100 μ A,當(dāng)施加電壓時(shí),引起電子雪崩,晶界層迅速變?yōu)榈妥杩梗娏餮杆僭龃?,能量泄漏,過壓被抑制,從而保護(hù)了晶閘管。浪涌后,晶界層回到高阻態(tài)。壓敏電阻的特性主要由以下參數(shù)表示。
標(biāo)稱電壓:指1mA的直流電流通過時(shí),壓敏電阻兩端的電壓值。
電流容量:用前沿為8微秒、波寬為20微秒的浪涌電流表示,每5分鐘沖擊一次,共沖擊10次,標(biāo)稱電壓在-10[[%]]]范圍內(nèi)變化。
由于正常的壓敏電阻晶界層只有一定的放電容量和放電次數(shù),標(biāo)稱電壓值不僅會(huì)隨著放電次數(shù)的增加而降低,還會(huì)隨著放電電流幅值的增加而降低。當(dāng)達(dá)到一定電流時(shí),標(biāo)稱電壓降至0,壓敏電阻出現(xiàn)穿孔甚至爆裂。因此,必須限制流量。
漏電流:指當(dāng)增加一半標(biāo)稱DC電壓時(shí),流過變阻器的電流。
由于壓敏電阻的電流容量大,殘壓低,過電壓抑制能力強(qiáng);通常泄漏電流小,放電后不會(huì)有余流,元件標(biāo)稱電壓等級(jí)多,方便用戶選擇;伏安特性對(duì)稱,可用于交流、DC或正負(fù)浪涌;因此,它有廣泛的用途。