四、雙向可控硅使用的注意事項
目前交流調壓多采用雙向可控硅,它具有體積小、重量輕、效率高和使用方便等優(yōu)點,對提高生產效率和降低成本等都有顯著效果,但它也具有過載和抗干擾能力差,且在控制大電感負載時會干擾電網和自干擾等缺點,下面我們來談談可控硅在其使用中如何避免上述問題。
1.靈敏度
雙向可控硅是一個三端元件,但我們不再稱其兩極為陰陽極,而是稱作T1和T2極,G為控制極,其控制極上所加電壓無論為正向觸發(fā)脈沖或負向觸發(fā)脈沖均可使控制極導通,但是觸發(fā)靈敏度互不相同,即保證雙向可控硅能進入導通狀態(tài)的最小門極電流IGT是有區(qū)別的。
2.可控硅過載的保護
可控硅元件優(yōu)點很多,但是它過載能力差,短時間的過流,過壓都會造成元件損壞,因此為保證元件正常工作,需有條件:
(1)外加電壓下允許超過正向轉折電壓,否則控制極將不起作用;
(2)可控硅的通態(tài)平均電流從安全角度考慮一般按最大電流的1.5~2倍來?。?/p>
?。?)為保證控制極可靠觸發(fā),加到控制極的觸發(fā)電流一般取大于其額值,除此以外,還必須采取保護措施,一般對過流的保護措施是在電路中串入快速熔斷器,其額定電流取可控硅電流平均值的1.5倍左右,其接入的位置可在交流側或直流側,當在交流側時額定電流取大些,一般多采用前者,過電壓保護常發(fā)生在存在電感的電路上,或交流側出現干擾的浪涌電壓或交流側的暫態(tài)過程產生的過壓。由于,過電壓的尖峰高,作用時間短,常采用電阻和電容吸收電路加以抑制。
3.控制大電感負載時的干擾電網和自干擾的避免
可控硅元件控制大電感負載時會有干擾電網和自干擾的現象,其原因是當可控硅元件控制一個連接電感性負載的電路斷開或閉合時,其線圈中的電流通路被切斷,其變化率極大,因此在電感上產生一個高電壓,這個電壓通過電源的內阻加在開關觸點的兩端,然后感應電壓一次次放電直到感應電壓低于放電所必須的電壓為止,在這一過程中將產生極大的脈沖束。這些脈沖束疊加在供電電壓上,并且把干擾傳給供電線或以輻射形式傳向周圍空間,這種脈沖具有很高的幅度,很寬的頻率,因而具有感性負載的開關點是一個很強的噪聲源。
五、雙向可控硅導通和截止的條件
導通:在T1極和T2極和電源負載構成了回路,而且T1極和T2極之間有電壓時(當然要大于管壓降),G極對T1極有大于“觸發(fā)電流”的電流流過后(即觸發(fā)后);
截止:導通的T1,T2電流小于“維持電流”后。 G極不一定要求是脈沖觸發(fā)信號,只要達到“觸發(fā)電流”就可以觸發(fā)了,但是用脈沖觸發(fā)有一些好處:1)觸發(fā)時間準確,2)脈沖寬度可以窄一點(大于可控硅從截止到導通轉變時間,一般純電阻負載50微秒時間就可以了,電感負載時要寬),這樣可以減少沖觸脈沖電路的功率。
六、雙向可控硅的十條黃金規(guī)則
1. 為了導通閘流管(或雙向可控硅),必須有門極電流≧IGT ,直至負載電流達到≧ IL 。這條件必須滿足,并按可能遇到的最低溫度考慮。
2. 要斷開(切換)閘流管(或雙向可控硅),負載電流必須《IH, 并維持足夠長的時 間,使能回復至截止狀態(tài)。在可能的最高運行溫度下必須滿足上述條件。
3. 設計雙向可控硅觸發(fā)電路時,只要有可能,就要避開3+象限(WT2-,+)。
4. 為減少雜波吸收,門極連線長度降至最低。返回線直接連至MT1(或陰極)。若 用硬線,用螺旋雙線或屏蔽線。門極和MT1間加電阻1k倩蚋 8咂蹬月返縟鶯兔偶浯擁繾琛A硪喚餼靄旆ǎ∮肏系列低靈敏度雙向可控硅。
5. 若dVD/dt或dVCOM/dt可能引起問題,在MT1和MT2間加入RC緩沖電路。 若高dICOM/dt可能引起問題,加入一幾mH的電感和負載串聯。 另一種解決辦法,采用Hi-Com雙向可控硅。
6. 假如雙向可控硅的VDRM在嚴重的、異常的電源瞬間過程中有可能被超出,采用下 列措施之一: 負載上串聯電感量為幾霩的不飽和電感,以限制dIT/dt; 用MOV跨接于電源,并在電源側增加濾波電路。
7. 選用好的門極觸發(fā)電路,避開3+象限工況,可以最大限度提高雙向可控硅的 dIT/dt承受能力。
8. 若雙向可控硅的dIT/dt有可能被超出,負載上最好串聯一個幾霩的無鐵芯電感 或負溫度系數的熱敏電阻。另一種解決辦法:對電阻性負載采用零電壓導通。
9. 器件固定到散熱器時,避免讓雙向可控硅受到應力。固定,然后焊接引線。不要把 鉚釘芯軸放在器件接口片一側。
10. 為了長期可靠工作,應保證Rthj-a足夠低,維持Tj不高于Tjmax ,其值相應于可能的 最高環(huán)境溫度。