37 晶闸管的过电流保护与电压、电流上升率的限制

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1、第3章　晶闸管的触发电路及保护电路3.1对触发电路的要求3.2单结晶体管触发电路3.3同步电压为锯齿波的晶闸管触发电路3.4集成触发电路3.5触发脉冲与主电路电压的同步及防止误触发的措施3.6晶闸管的过电压保护3.7晶闸管的过电流保护与电压．电流上升率的限制（1）触发信号常采用脉冲形式。（2）触发脉冲应有足够的功率。（3）触发脉冲电压的前沿要陡，要求小于10μs，且要有足够的宽度。（4）触发脉冲与晶闸管阳极电压必须同步。（5）满足主电路移相范围的要求。3.1对触发电路的要求图3-1常见的晶闸管触发电压波形3.2

2、.1单结晶体管1.单结晶体管的结构3.2单结晶体管触发电路图3-2单结晶体管的结构、等效电路及符号2.单结晶体管的伏安特性图3-3单结晶体管的试验电路及伏安特性曲线3.2.2单结晶体管弛张振荡电路欲使电路振荡，固定电阻r的值和可变电阻R的值应选择满足下式r=(Ubb–UV)/IVR=[(Ubb–Up)/Ip]-r图3-4单结晶体管弛张振荡电路及波形图弛张振荡电路的频率近似为f=1/T=1/[（R+r）Cln1/(1-η)]3.2.3单结晶体管的同步和移相触发电路图3-5同步电压为梯形波的单结晶体管触发电路图图3

3、-6斩波的作用3.3同步电压为锯齿波的晶闸管触发电路图3-7同步电压为锯齿波的触发电路3.3.1触发脉冲的形成与放大3.3.2锯齿波的形成及脉冲移相3.3.3锯齿波同步电压的形成3.3.4双窄脉冲形成环节图3-8ue3’，Uc’和Ub’单独作用的等效电路3.3.5强触发电路图3-9触发电路实现双脉冲的连接图3-10锯齿波移相触发电路的电压波形3.4.1KC04移相触发电路图3-11是KC04型移相集成触发电路，它与分立元件的锯齿波移相触发电路相似，由同步、锯齿波形成、移相、脉冲形成和功率放大几部分组成。3.4集

4、成触发电路图3-11KC04型移相集成触发电路图3-12KC04与KC41部分引脚波形3.4.2KC42脉冲列调制形成器图3-13为KC42脉冲调制形成器电路，主要适用于三相全控桥整流电路、三相半控、单相全控、单相半控等线路中用做脉冲调制源.图3-13KC42脉冲调制形成器电路图3.4.3KC41六路双脉冲形成器KC41不仅具有双脉冲形成功能，它还具有电子开关控制封锁功能。图3-14KC41六路双窄脉冲形成器内部电路及外部接线图3.4.4由集成元件组成的三相触发电路图3-15三相六脉冲形成电路3.5.1触发电路

5、同步电源电压的选择所谓同步是指触发电路工作频率与主电路交流电源的频率应当保持一致，且每个晶闸管的触发脉冲与施加于晶闸管的交流电压保持合适的相位关系。图3-16微机控制数字触发系统框图3.5触发脉冲与主电路电压的同步及防止误触发的措施3.5.2防止误触发的措施通常可采用如下措施:（1）脉冲变压器初、次级间加静电隔离;（2）应尽量避免电感元件靠近控制极电路;（3）控制极回路导线采用金属屏蔽线，且金属屏蔽线应接“地”;（4）选用触发电流较大的晶闸管;（5）在控制极和阴极间并联一个0.01～0.1μF电容器，可以有效地

6、吸收高频干扰;（6）在控制极和阴极间加反偏电压。3.6.1晶闸管的关断过电压及其保护关断过电压，如图3-18所示。3.6晶闸管的过电压保护图3-18晶闸管关断过电压波形关断过电压保护最常用的方法是，在晶闸管两端并接RC吸收电路，如图3-19所示。3.6.2晶闸管交流侧过电压及其保护1.交流侧操作过电压（1）整流变压器一次、二次绕组之间存在分布电容，当在一次侧电压峰值时合闸，将会使二次侧产生瞬间过电压。可在变压器二次侧并联适当的电容或在变压器星形和地之间加一电容器，也可采用变压器加屏蔽层，这在设计、制造变压器时就

7、应考虑。（2）与整流装置相连接的其他负载切断时，由于电流突然断开，会在变压器漏电感中产生感应电动势，造成过电压;图3-19用阻容器吸收电路抑制关断过电压当变压器空载，电源电压过零时，一次拉闸造成二次绕组中感应出很高的瞬时过电压。这两种情况产生的过电压都是瞬时的尖峰电压，常用阻容吸收电路或整流式阻容保护。图3-20交流侧阻容吸收电路的几种接法在变压器二次侧并联电阻和电容，可以把铁心释放的磁场能量储存起来。由于电容两端的电压不能突变，所以可以有效地抑制过电压。2.交流侧浪涌过电压由于雷击或从电网侵入的高电压干扰而造

8、成晶闸管过电压,称浪涌过电压。浪涌过电压虽然具有偶然性，但它可能比操作过电压高得多，能量也特别大。因此无法用阻容吸收电路来抑制，只能采用类似稳压管稳压原理压敏电阻或硒堆元件来保护.图3-21硒堆保护的接法采用硒堆保护的优点是能吸收较大的浪涌能量;缺点是体积大，反向伏安特性不陡，长期放置不用会发生“储存老化”，即正向电阻增大，反向电阻降低，因而失效。由此可见，硒堆不是理想的保护元件。图3