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单向可控硅的过电压维护
- 2019-09-17-

过电压维护

晶闸管对过电压很灵敏,当正向电压超越其断态重复峰值电压UDRM必定值时晶闸管就会误导通,引发电路毛病;当外加反向电压超越其反向重复峰值电压URRM必定值时,晶闸管就会立即损坏。因而,有必要研讨过电压的发作原因及按捺过电压的办法。

过电压发作的原因主要是供应的电功率或体系的储能发作了剧烈的改变,使得体系来不及转换,或许体系中本来积累的电磁能量来不及散失而造成的。主要发现为雷击等外来冲击引起的过电压和开关的开闭引起的冲击电压两种类型。由雷击或高压断路器动作等发作的过电压是几微秒至几毫秒的电压尖峰,对晶闸管是很风险的。由开关的开闭引起的冲击电压又分为如下几类:

(1)沟通电源接通、断开发作的过电压

例如,沟通开关的开闭、沟通侧熔断器的熔断等引起的过电压,这些过电压因为变压器绕组的分布电容、漏抗造成的谐振回路、电容分压等使过电压数值为正常值的2至10多倍。一般地,开闭速度越快过电压越高,在空载情况下断开回路将会有更高的过电压。

(2)直流侧发作的过电压

如堵截回路的电感较大或许堵截时的电流值较大,都会发作比较大的过电压。这种情况常呈现于切除负载、正在导通的晶闸管开路或是快速熔断器熔体烧断等原因引起电流骤变等场合。

(3)换相冲击电压

包括换相过电压和换相振荡过电压。换相过电压是因为晶闸管的电流降为0时器材内部各结层残存载流子复合所发作的,所以又叫载流子积蓄效应引起的过电压。换相过电压之后,呈现换相振荡过电压,它是因为电感、电容构成共振发作的振荡电压,其值与换相结束后的反向电压有关。反向电压越高,换相振荡过电压也越大。

针对构成过电压的不同原因,可以采取不同的按捺办法,如减少过电压源,并使过电压幅值衰减;按捺过电压能量上升的速率,延缓已发作能量的散失速度,添加其散失的途径;选用电子线路进行维护等。目前最常用的是在回路中接入吸收能量的元件,使能量得以散失,常称之为吸收回路或缓冲电路。

(4)阻容吸收回路

通常过电压均具有较高的频率,因而常用电容作为吸收元件,为防止振荡,常加阻尼电阻,构成阻容吸收回路。阻容吸收回路可接在电路的沟通侧、直流侧,或并接在晶闸管的阳极与阴极之间。吸收电路最好选用无感电容,接线应尽量短。

(5)由硒堆及压敏电阻等非线性元件组成吸收回路

上述阻容吸收回路的时间常数RC是固定的,有时对时间短、峰值高、能量大的过电压来不及放电,按捺过电压的作用较差。因而,一般在变流设备的进出线端还并有硒堆或压敏电阻等非线性元件。硒堆的特点是其动作电压与温度有关,温度越低耐压越高;别的是硒堆具有自康复特性,能屡次使用,当过电压动作后硒基片上的灼伤孔被溶化的硒从头掩盖,又从头康复其作业特性。压敏电阻是以氧化锌为基体的金属氧化物非线性电阻,其结构为两个电极,电极之间填充的粒径为10~50μm的不规则的ZNO微结晶,结晶粒间是厚约1μm的氧化铋粒界层。这个粒界层在正常电压下呈高阻状况,只要很小的漏电流,其值小于100μA。当加上电压时,引起了电子雪崩,粒界层敏捷变成低阻抗,电流敏捷添加,泄漏了能量,按捺了过电压,然后使晶闸管得到维护。浪涌过后,粒界层又康复为高阻态。压敏电阻的特性主要由下面几个参数来表明。

标称电压:指压敏电阻流过1mA直流电流时,其两头的电压值。

通流容量:是用前沿8微秒、波宽20微秒的波形冲击电流,每隔5分钟冲击1次,共冲击10次,标称电压改变在-10%以内的最大冲击电流值来表明。

因为正常的压敏电阻粒界层只要必定巨细的放电容量和放电次数,标称电压值不仅会跟着放电次数增多而下降,而且也跟着放电电流幅值的增大而下降,当大到某一电流时,标称电压下降到0,压敏电阻呈现穿孔,甚至迸裂;因而有必要限定通流容量。

漏电流:指加一半标称直流电压时测得的流过压敏电阻的电流。

因为压敏电阻的通流容量大,残压低,按捺过电压能力强;平时漏电流小,放电后不会有续流,元件的标称电压等级多,便于用户选择;伏安特性是对称的,可用于交、直流或正负浪涌;因而用处较广。

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