電力電子單相橋式整流電路設計(編輯修改稿)
2025-07-27 08:31 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 ，而當其恢復了阻斷能力時，反向電流急劇減小，這樣的電流突變會因線路電感而在晶閘管陰陽極這間或與續(xù)流二極管反并聯(lián)的全控型器件兩端產(chǎn)生過電壓。關斷過電壓：全控型器件在較高頻率下工作，當器件關斷時，因正向電流的迅速降低而線路電感在器件兩端感應出的過電壓。各電壓保護措施及配置位置，各電力電子裝置可視具體情況只來用采用其中的幾種。其中RC3和RCD為抑制內(nèi)因過電壓的裝置，其功能屬于緩沖電路的范疇。在抑制外因過電壓的措施中，采用RS過電壓抑制電路是最為常見的。RC過電壓抑制電路可接于供電變壓器的兩側(cè)（通常供電電網(wǎng)一側(cè)稱網(wǎng)側(cè)，電力電子電路一側(cè)稱閥側(cè)）或電力電子電路的直側(cè)流。對于大容量的電力電子裝置，可采用圖1－39所示的反向阻斷式RC電路。有關保護電路的參數(shù)計算可參考相關的工程手冊。采用雪崩二極管，金屬氧化物壓敏電阻，硒堆和轉(zhuǎn)折二極管（BOD）等非線性元器件來限制或吸收過電壓也是較為常用的手段。 過電流保護電力電子電路運行不正?；蛘甙l(fā)生故障時，可能會發(fā)生過電流現(xiàn)象。過電流分載和短路兩種情況。一般電力電子均同時采用幾種過電壓保護措施，怪提高保護的可靠性和合理性。在選擇各種保護措施時應注意相互協(xié)調(diào)。通常，電子電路作為第一保護措施，快速熔斷器只作為短路時的部分區(qū)斷的保護，直流快速斷路器在電子電力動作之后實現(xiàn)保護，過電流繼電器在過載時動作。在選擇快熔時應考慮：電壓等級應根據(jù)快熔熔斷后實際承受的電壓來確定。電流容量應按照其在主電路中的接入方式和主電路連接形式確定?？烊垡话闩c電力半導體體器件串聯(lián)連接，在小容量裝置中也可串接于閥側(cè)交流母線或直流母線中。快熔的It值應小于被保護器件的允許It值。為保證熔體在正常過載情況下不熔化，應考慮其時間電流特性。快熔對器件的保護方式分為全保護和短保護兩種。全保護是指無論過載還是短路均由快熔進行保護，此方式只適用于小功率裝置或器件使用裕量較大的場合。短路保護方式是指快熔只要短路電流較大的區(qū)域內(nèi)起保護作用，此方式需與其他過電流保護措施相配合。對一些重要的且易發(fā)生短路的晶閘管設備，或者工作頻率較高，很難用快熔保護的全控型器件，需要采用電子電路進行過電流保護。除了對電動機起動時的沖擊電流等變化較慢的過電流可以用控制系統(tǒng)本身調(diào)節(jié)器進行對電流的限制之外，需設置專門的過電流保護電子電路，檢測到過流之后直接調(diào)節(jié)觸發(fā)，驅(qū)動電路，或者關斷被保護器件。此外，常在全控型器件的驅(qū)動電路中設置過電流保護環(huán)節(jié)，這種措施對器件過電流的五. 單相橋式全控整流電路原理說明1）工作原理:假設電路已經(jīng)工作在穩(wěn)定狀態(tài)， （a）工作波形（b）假設 ，負載電流連續(xù)，近似為一平直的直線。 （1）輸出電壓平均值Ud和輸出電流平均值Id（2）晶閘管的電流平均值IdT和有效值IT （3）輸出電流有效值I和變壓器二次電流有效值I2（4）晶閘管所承受的最大正向電壓和反向電壓均為六．元器件和電路參數(shù)計算 晶閘管的結(jié)構(gòu)晶閘管是大功率的半導體器件，從總體結(jié)構(gòu)上看，可區(qū)分為管芯及散熱器兩大部分，分別如圖16及圖17所示。 a） 螺栓型 b）平板型 c）符號 晶閘管管芯及電路符號表示管芯是晶閘管的本體部分，由半導體材料構(gòu)成，具有三個與外電路可以連接的電極：陽極Ａ，陰極Ｋ和門極（或稱控制極）Ｇ，其電路圖中符號表示如圖16c）所示。散熱器則是為了將管芯在工作時由損耗產(chǎn)生的熱量帶走而設置的冷卻器。按照晶閘管管芯與散熱器間的安裝方式，晶閘管可分為螺栓型與平板型兩種。螺栓型（圖16a））依靠螺栓將管芯與散熱器緊密連接在一起，并靠相互接觸的一個面?zhèn)鬟f熱量。\a）自冷 b）風冷 c）水冷 晶閘管的散熱器晶閘管管芯的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖13所示，是一個四層（P1—N1—P2—N2）三端（A、K、G）的功率半導體器件。它是在N型的硅基片（N1）的兩邊擴散Ｐ型半導體雜質(zhì)層（PP2），形成了兩個PN結(jié)JJ2。再在P2層內(nèi)擴散Ｎ型半導體雜質(zhì)層N2又形成另一個PN結(jié)J3。然后在相應位置放置鉬片作電極，引出陽極A，陰極K及門極G，形成了一個四層三端的大功率電子元件。這個四層半導體器件由于三個PN結(jié)的存在，決定了它的可控導通特性。 晶閘管管芯結(jié)構(gòu)原理圖 晶閘管的工作原理通過理論分析和實驗驗證表明：1） 只有當晶閘管同時承受正向陽極電壓和正向門極電壓時晶閘管才能導通，兩者不可缺一。2） 晶閘管一旦導通后門極將失去控制作用，門極電壓對管子隨后的導通或關斷均不起作用，故使晶閘管導通的門極電壓不必是一個持續(xù)的直流電壓，只要是一個具有一定寬度的正向脈沖電壓即可，脈沖的寬度與晶閘管的開通特性及負載性質(zhì)有關。這個脈沖常稱之為觸發(fā)脈沖。3） 要使已導通的晶閘管關斷，必須使陽極電流降低到某一數(shù)值之下（約幾十毫安）。這可以通過增大負載電阻，降低陽極電壓至接近于零或施加反向陽極電壓來實現(xiàn)。這個能保持晶閘管導通的最小電流稱為維持電流，是晶閘管的一個重要參數(shù)。晶閘管為什么會有以上導通和關斷的特性，這與晶閘管內(nèi)部發(fā)生的物理過程有關。晶閘管是一個具有P1—N1—P2—N2四層半導體的器件，內(nèi)部形成有三個PN結(jié)JJJ3，晶閘管承受正向陽
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