電力電子單相橋式整流電路設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-07-27 08:31 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 ，而當(dāng)其恢復(fù)了阻斷能力時(shí)，反向電流急劇減小，這樣的電流突變會(huì)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(guān)斷過電壓：全控型器件在較高頻率下工作，當(dāng)器件關(guān)斷時(shí)，因正向電流的迅速降低而線路電感在器件兩端感應(yīng)出的過電壓。各電壓保護(hù)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(guān)保護(hù)電路的參數(shù)計(jì)算可參考相關(guān)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(hù)電力電子電路運(yùn)行不正常或者發(fā)生故障時(shí)，可能會(huì)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(shí)采用幾種過電壓保護(hù)措施，怪提高保護(hù)的可靠性和合理性。在選擇各種保護(hù)措施時(shí)應(yīng)注意相互協(xié)調(diào)。通常，電子電路作為第一保護(hù)措施，快速熔斷器只作為短路時(shí)的部分區(qū)斷的保護(hù)，直流快速斷路器在電子電力動(dòng)作之后實(shí)現(xiàn)保護(hù)，過電流繼電器在過載時(shí)動(dòng)作。在選擇快熔時(shí)應(yīng)考慮：電壓等級(jí)應(yīng)根據(jù)快熔熔斷后實(shí)際承受的電壓來確定。電流容量應(yīng)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(dǎo)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?？烊鄣腎t值應(yīng)小于被保護(hù)器件的允許It值。為保證熔體在正常過載情況下不熔化，應(yīng)考慮其時(shí)間電流特性。快熔對器件的保護(hù)方式分為全保護(hù)和短保護(hù)兩種。全保護(hù)是指無論過載還是短路均由快熔進(jìn)行保護(hù)，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(hù)方式是指快熔只要短路電流較大的區(qū)域內(nèi)起保護(hù)作用，此方式需與其他過電流保護(hù)措施相配合。對一些重要的且易發(fā)生短路的晶閘管設(shè)備，或者工作頻率較高，很難用快熔保護(hù)的全控型器件，需要采用電子電路進(jìn)行過電流保護(hù)。除了對電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)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(jìn)行對電流的限制之外，需設(shè)置專門的過電流保護(hù)電子電路，檢測到過流之后直接調(diào)節(jié)觸發(fā)，驅(qū)動(dòng)電路，或者關(guān)斷被保護(hù)器件。此外，常在全控型器件的驅(qū)動(dòng)電路中設(shè)置過電流保護(hù)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(shè)電路已經(jīng)工作在穩(wěn)定狀態(tài)， （a）工作波形（b）假設(shè) ，負(fù)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(jì)算 晶閘管的結(jié)構(gòu)晶閘管是大功率的半導(dǎo)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(hào) 晶閘管管芯及電路符號(hào)表示管芯是晶閘管的本體部分，由半導(dǎo)體材料構(gòu)成，具有三個(gè)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(hào)表示如圖16c）所示。散熱器則是為了將管芯在工作時(shí)由損耗產(chǎn)生的熱量帶走而設(shè)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(gè)面?zhèn)鬟f熱量。\a）自冷 b）風(fēng)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(gè)四層（P1—N1—P2—N2）三端（A、K、G）的功率半導(dǎo)體器件。它是在N型的硅基片（N1）的兩邊擴(kuò)散Ｐ型半導(dǎo)體雜質(zhì)層（PP2），形成了兩個(gè)PN結(jié)JJ2。再在P2層內(nèi)擴(kuò)散Ｎ型半導(dǎo)體雜質(zhì)層N2又形成另一個(gè)PN結(jié)J3。然后在相應(yīng)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(gè)四層三端的大功率電子元件。這個(gè)四層半導(dǎo)體器件由于三個(gè)PN結(jié)的存在，決定了它的可控導(dǎo)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(shí)驗(yàn)驗(yàn)證表明：1） 只有當(dāng)晶閘管同時(shí)承受正向陽極電壓和正向門極電壓時(shí)晶閘管才能導(dǎo)通，兩者不可缺一。2） 晶閘管一旦導(dǎo)通后門極將失去控制作用，門極電壓對管子隨后的導(dǎo)通或關(guān)斷均不起作用，故使晶閘管導(dǎo)通的門極電壓不必是一個(gè)持續(xù)的直流電壓，只要是一個(gè)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(fù)載性質(zhì)有關(guān)。這個(gè)脈沖常稱之為觸發(fā)脈沖。3） 要使已導(dǎo)通的晶閘管關(guān)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(fù)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(shí)現(xiàn)。這個(gè)能保持晶閘管導(dǎo)通的最小電流稱為維持電流，是晶閘管的一個(gè)重要參數(shù)。晶閘管為什么會(huì)有以上導(dǎo)通和關(guān)斷的特性，這與晶閘管內(nèi)部發(fā)生的物理過程有關(guān)。晶閘管是一個(gè)具有P1—N1—P2—N2四層半導(dǎo)體的器件，內(nèi)部形成有三個(gè)PN結(jié)JJJ3，晶閘管承受正向陽
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