电焊机用晶闸管模块的选择与应用
基于晶闸管的PSM模块CROWBAR控制研究
基于晶闸管的PSM模块CROWBAR控制研究 周君, 陈滋健等 摘要：本文根据EAST装置中NBI加速极高压电源特点，设计了基于晶闸管的PSM模块CROWBAR控制方法，在系统打火等严重故障情况下及时撤除高压以保护系统设备和人员安全。和传统引燃管CROWBAR保护相比，NBI加速极电源系统在每个PSM模块上并联晶闸管作为快速旁路开关，在CROWBAR动作后通过串联快速直流熔断器迅速切断电网和负载的连接。测试实验表明CROWBAR运行可靠稳定，具备抗干扰和快速动作能力，能够满足EAST对NBI系统的运行要求。 关键词：晶闸管；PSM模块；CROWBAR保护 The Research on CROWBAR Control of PSM based on Thyristor ZHOU-jun,CHEN-zijian,QIAN-lixiu,JIANG-lei (ECU Electronics CO.LTD.of CETC 38,hefei 230088,China) Abstract:Discussions focus on the design considerations of CROWBAR,which make sure safe operation of NBI system and personnel by removing high voltage when serious faults happen such as arc inside the NBI https://www.360docs.net/doc/a9822871.html,pared with the CROWBAR protection of being composed of traditional high power ignitrons,NBI accelerator supply adopt parallel thyristor structure with each PSM modular act as rapid bypass switch,by means of series connection of fast fuse to cut the link between grid and load after the CROWBAR is triggered.The test experiment show that CROWBAR system can not only meet the standard of safe steady operation,with anti-jamming and rapid triggle capacity, but also be able to meet the requirement of EAST,an advanced full super-conducted TOKAMAK device. Key words: thyristor; PSM Modular; CROWBAR protection 1 引言 大型全超导托卡马克核聚变实验装置(Experimental Advanced Superconducting Tokamak:EAST)是国家“九五”重大科学工程之一,中性束注入NBI (Neutral Beam Injectors:)是托卡马克装置中电流驱动和芯部辅助加热的重要手段.为了满足实验要求,NBI电源系统由一组大功率直流脉冲电源组成,而加速极高压电源是整个供电系统中最关键的部分[1] [2] [4] . EAST实验需要将等离子体的离子温度达到8KeV，这就要求NBI系统的功率达到 6-8MW,NBI加速极高压电源输出电压达到100kV，输出额定电流100A。为实现该目标，采用PSM(Pulse Step Modulator)技术，由100个PSM电源模块串联得到100kV高压。 NBI在束源打火时，高压电源封锁输出，如故障保护系统监测到高压未切断（拒动）时间>4us，须启动CROWBAR，确保高压电源的能量输入NBI系统时间<15us的极限[1]。CROWBAR保护是NBI系统的“生命线”，一旦保护失败，就将损坏价值昂贵的设备，甚至危及到托卡马克的安全运行[3]，故CROWBAR 保护动作的可靠性是整个装置的最关键的 设计之一。 鉴于NBI加速极高压电源系统具有高压大功率和快速关断的要求，结合PSM模块串联方案，本文提出每一个PSM模块均设置由晶闸管、快速直流熔断器和控制驱动电路组成的 CROWBAR保护系统。该方法具有分布式、低成本、高可靠的特点。 2 系统方案
晶闸管保护电路
晶闸管的过流、过压能力稂差，热容量很小，一旦过流，晶闸管内部的温度会急剧上升，导致器件被烧坏。例如，一只100A的晶闸管通过的电流为400A时，仅允许持续0.02s，否则将被烧坏。晶闸管承受过电托的能力极差，电压超过其反向击穿电压时，即使时间极短，也容易损坏。正向电压超过转折电压时，会产生误导通，导通后的电流较大，使器件受损。对于过压情况，常在晶闸管两端并联RC串联网络，该网络常被称为RC阻容吸收电路，如图6-36所示。 我们知道，晶闸管有一个重要的特性参数，即断态电压临界上升率。它表明晶闸管在额定结温和门极断路条件卜，使晶闸管从断态转入通态的最低电压上丁}率。若电压上升率过大，超过了晶闸管的电压上升率的值，则会在无门极信号的情况卜开通。即使此时加于晶闸管的正向电压低J,其阳极峰值电压，也可能发生这种情况。因为晶闸管可以看作是由三个PN结组成的。在晶闸管处于阻断状态r，因各层相距很近，其J2结结面相当十一个电容c0。当晶闸管阳极电压变化时，便会有充电电流流过电容c0，这个电流起门极触发电流作用。如果品闸管在关断时，阳极电压上升速度太快，则co的充电电流越大，就越自可能造成门极在没有触发信号的情况下晶闸管误导通现象，即常说的硬开通，这足小允许的。因此，对加到品闸管上的阳极电压上升率应有一定的限制。 阁6-41品闸管两端并跌RC串联网络应用电路 为了限制电路电压上升率过人，确保晶闸管安全远行，常在晶闸管明端并联RC阻容吸收网络，利用电容两端电压不能突变的特性来限制电压上升率。因为电路总是存在电感（变压器漏感或负载电感），所以与电容C串联电阻R可起阻尼作用。它可以防止R、L、C电路在过渡过程中，因振荡在电容器两端出现的过电压损坏晶闸管。同时，避免电容器通过晶闸管放电电流过大，造成过电流而损坏晶闸管。 由于晶闸管过流、过压能力很差，故不采取可靠的保自、措施是不能正常工作的。RC阻容吸收网络足最常用的保护方法之‘。 晶闸管的保护电路，大致可以分为两种情况：一种是在适当的地方安装保护器件，例如，R-C阻容吸收回路、限流电感、快速熔断器、压敏电阻或硒堆等。再一种则是采用电子
可控硅模块原理
西玛华晶科技（深圳）有限公司 西玛华晶科技（深圳）有限公司的产品是引用德国国际半导体公司的产品技术和台湾半导体公司的封装工艺；由西玛科技集团联合上海华晶集团在深圳打造的亚洲区最大的功率模块供应平台，为亚洲区提供“品种齐全”“品质第一”“交付最快”“价格最低”的优质产品。公司销售的功率模块产品在制造過程中完全符合國際品質標准及國家工業標准，公司秉持“诚信经营”“客户至上”为宗旨；“品质第一”“交付最快”为目標。我們的專業研发設計人員爲達成最高目標、最高品質,不斷奉献智慧與心力,为您提供最佳品质的功率模块产品。 本公司专业研发制造：可控硅模块、二极管模块、快恢复二极管模块、IGBT 模块，在线智能调功模块等各類型功率模块；为客戶提供完整的電力节能解決方案。公司已能生产30多个系列、约400多种型号规格和60多种内部接线方式的可控硅模块、整流模块和超快恢复二极管模块等各种桥臂模；单三相整流桥模块，单三相交流开关模块，绝缘型降压硅堆模块以及三相整流桥，可控硅集成模块和电焊机及充电机专用硅整流组件等。并已广泛用于调光器，控温器，电解电镀和励磁电源，电池充放电，静止无功补偿装置，交直流电机控制，直流斩波调速，高频逆变焊机和工频电焊机，不停电UPS电源，开关电源，感应加热，交流电机软起动，变频装置以及各种自动化装置。产品在多项国家重点工程中得到应用，部分产品已出口全球（如：欧美，东南亚，俄罗斯，新加坡，马来西亚，印度等）。稳定可靠的产品质量满足了用户的设计制造及使用要求，深受广大用户的好评! 可控硅模块 可控硅模块的定义 可控硅模块又叫晶闸管(Silicon Controlled Rectifier, SCR)。自从20世纪50年代问世以来已经发展成了一个大的家族，它的主要成员有单向晶闸管、双向晶闸管、光控晶闸管、逆导晶闸管、可关断晶闸管、快速晶闸管，等等。今天大家使用的是单向晶闸管，也就是人们常说的普通晶闸管，它是由四层半导体材料组成的，有三个PN结，对外有三个电极：第一层P型半导体引出的电极叫阳极A，第三层P型半导体引出的电极叫控制极G，第四层N型半导体引出的电极叫阴极K。从晶闸管的电路符号可以看到，它和二极管一样是一种单方向导电的器件，关键是多了一个控制极G，这就使它具有与二极管完全不同的工作特性。 用万用表可以区分晶闸管的三个电极 普通晶闸管的三个电极可以用万用表欧姆挡R×100挡位来测。大家知道，晶闸管G、K之间是一个PN结〔图2(a)〕，相当于一个二极管，G为正极、K为负极，所以，按照测试二极管的方法，找出三个极中的两个极，测它的正、反向电阻，电阻小时，万用表黑表笔接的是控制极G，红表笔接
晶闸管模块
一、产品介绍 1、用途 广泛应用于不同行业各类用途如调温、调光、励磁、电镀、电解、电焊、等离子拉弧、充放电、稳压的电源装置，还可用于交流电机软起动和直流电机调速。 2、特点 （1）本说明书所覆盖的晶闸管智能控制模块，最大特点是采用本公司独立开发的全数字移相触发集成电路。控制电路与晶闸管主电路集成于一体后，使模块具备了强大的电力调控功能。模块输出对称性高，无直流分量。大规格模块具有过热、过流、缺相保护功能。 （2）采用进口方形芯片、高级芯片支撑板，模块压降小、功耗低，效率高，节电效果好。 （3）采用进口贴片元件，保证了触发控制电路的可靠性。 （4）采用（DCB）陶瓷覆铜板，经独特处理方法和特殊焊结工艺，保证焊接层无空洞，导热性能好。热循环负载次数超过国家标准近10倍。（6）采用高级导热绝缘封装材料，绝缘、防潮性能优良。 （5）触发控制电路、主电路与导热底板相互隔离，导热底板不带电，介电强度≥2500V（RMS），保证人身安全。 （6）输入0～10V直流控制信号，可对主电路输出电压进行平滑调节。（7）可手动、仪表或微机控制。 （8）适用于阻性和感性负载。 3、型号、规格 本说明书所介绍的三相模块，由于控制电路不同，而分为半控和全控两种形式，单相模块没有半控、全控之分。 （1）半控型（详见表1）：
表 1 （2）全控型（详见表2）： 表２
注： 1、规格栏中的电流为模块最大输出直流电流平均值和交流电流有效值。电压为模块最高输入交流线电压有效值。 2、备注栏内带“※”的型号，可具备过热、过流、缺相等保护功能（分别用h1、h2、h3表示）。当需要模块具有哪种保护功能时，应由用户订货时在模块型号后面加注所需保护种类代号，即h1、h2、h3。三种保护功能可同时具备，也可分别具备。若不需要模块具有保护功能，则不用填写保护代号。
晶闸管及其应用讲解
晶闸管及其应用 课程目标 1 了解晶闸管结构，掌握晶闸管导通、关断条件 2 掌握可控整流电路的工作原理及分析 3 理解晶闸管的过压、过流保护 4 掌握晶闸管的测量、可控整流电路的调试和测量 课程内容 1 晶闸管的结构及特性 2 单相半波可控整流电路 3 单相半控桥式整流电路 4 晶闸管的保护 5 晶闸管的应用实例 6 晶闸管的测量、可控整流电路的调试和测量 学习方法 从了解晶闸管的结构、特性出发，掌握晶闸管的可控整流应用，掌握晶闸管的过压和过流保护方式，结合实物和实训掌握晶闸管管脚及好坏的判断，通过应用实例，了解晶闸管的典型应用。 课后思考 1晶闸管导通的条件是什么？导通时，其中电流的大小由什么决定？晶闸管阻断时，承受电压的大小由什么决定？ 2为什么接电感性负载的可控整流电路的负载上会出现负电压？而接续流二极管后负载上就不出现负电压了，又是为什么？ 3 如何用万用表判断晶闸管的好坏、管脚？ 4 如何选用晶闸管？
晶闸管的结构及特性 一、晶闸管外形与符号： 图5.1.1 符号 图5.1.2 晶闸管导通实验电路图 为了说明晶闸管的导电原理，可按图5.1.2所示的电路做一个简单的实验。 （1）晶闸管阳极接直流电源的正端，阴极经灯泡接电源的负端，此时晶闸管承受正向电压。控制极电路中开关S断开(不加电压)，如图5.1.2(a)所示，这时灯不亮，说明晶闸管不导通。 （2）晶闸管的阳极和阴极间加正向电压，控制极相对于阴极也加正向电压，如图5.1.2(b)所示.这时灯亮，说明晶闸管导通。 （3）晶闸管导通后，如果去掉控制极上的电压，即将图5.1.2(b)中的开关S断开，灯仍然亮，这表明晶闸管继续导通，即晶闸管一旦导通后，控制极就失去了控制作用。 （4）晶闸管的阳极和阴极间加反向电压如图5.1.2(C)，无论控制极加不加电压，灯都不亮，晶闸管截止。 （5）如果控制极加反向电压，晶闸管阳极回路无论加正向电压还是反向电压，晶闸管都不导通。 从上述实验可以看出，晶闸管导通必须同时具备两个条件： (1) 晶闸管阳极电路加正向电压； (2) 控制极电路加适当的正向电压(实际工作中,控制极加正触发脉冲信号)。
晶闸管保护措施
1、过电压保护 晶闸管对过电压很敏感，当正向电压超过其断态重复峰值电压U DRM一定值时晶闸管就会误导通，引发电路故障；当外加反向电压超过其反向重复峰值电压U RRM一定值时，晶闸管就会立即损坏。因此，必须研究过电压的产生原因及抑制过电压的方法。 过电压产生的原因主要是供给的电功率或系统的储能发生了激烈的变化，使得系统来不及转换，或者系统中原来积聚的电磁能量来不及消散而造成的。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产生的过电压是几微秒至几毫秒的电压尖峰，对晶闸管是很危险的。由开关的开闭引起的冲击电压又分为如下几类： （1）交流电源接通、断开产生的过电压例如，交流开关的开闭、交流侧熔断器的熔断等引起的过电压，这些过电压由于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）直流侧产生的过电压如切断回路的电感较大或者切断时的电流值较大，都会产生比较大的过电压。这种情况常出现于切除负载、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突变等场合。 （3）换相冲击电压包括换相过电压和换相振荡过电压。换相过电压是由于晶闸管的电流降为0时器件内部各结层残存载流子复合所产生的，所以又叫载流子积蓄效应引起的过电压。换相过电压之后，出现换相振荡过电压，它是由于电感、电容形成共振产生的振荡电压，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。 针对形成过电压的不同原因，可以采取不同的抑制方法，如减少过电压源，并使过电压幅值衰减；抑制过电压能量上升的速率，延缓已产生能量的消散速度，增加其消散的途径；采用电子线路进行保护等。目前最常用的是在回路中接入吸收能量的元件，使能量得以消散，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，因此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交流侧、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，抑制过电压的效果较差。因此，一般在变流装置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；另外是硒堆具有自恢复特性，能多次使用，当过电压动作后硒基片上的灼伤孔被溶化的硒重新覆盖，又重新恢复其工作特性。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态，只有很小的漏电流，其值小于100μA。当加上电压时，引起了电子雪崩，粒
晶闸管保护电路
晶闸管保护电路 晶闸管的保护电路，大致可以分为两种情况：一种是在适当的地方安装保护器件，例如，R-C阻容吸收回路、限流电感、快速熔断器、压敏电阻或硒堆等。再一种则是采用电子保护电路，检测设备的输出电压或输入电流，当输出电压或输入电流超过允许值时，借助整流触发控制系统使整流桥短时内工作于有源逆变工作状态，从而抑制过电压或过电流的数值。 一.晶闸管的过流保护 晶闸管设备产生过电流的原因可以分为两类:一类是由于整流电路内部原因, 如整流晶闸管损坏, 触发电路或控制系统有故障等; 其中整流桥晶闸管损坏类较为严重, 一般是由于晶闸管因过电压而击穿,造成无正、反向阻断能力，它相当于整流桥臂发生永久性短路，使在另外两桥臂晶闸管导通时，无法正常换流，因而产生线间短路引起过电流.另一类则是整流桥负载外电路发生短路而引起的过电流，这类情况时有发生，因为整流桥的负载实质是逆变桥, 逆变电路换流失败，就相当于整流桥负载短路。另外，如整流变压器中心点接地，当逆变负载回路接触大地时，也会发生整流桥相对地短路。 1.对于第一类过流，即整流桥内部原因引起的过流，以及逆变器负载回路接地时，可以采用第一种保护措施，最常见的就是接入快速熔短器的方式。见图1。快速熔短器的接入方式共有三种，其特点和快速熔短器的额定电流见表1。
方式特点额定电流IRN 备注 A型熔短器与每一个元件串联，能可靠地保护每一个元件IRN<1.57IT IT：晶闸管通态平均电流 B型能在交流、直流和元件短路时起保护作用，可靠性稍有降低 IRN Simulink电力电子仿真模块详细介绍 1、二极管 1.1、电路符号和静态伏安特性： 1.2、模块图标： 1.3、外部接口： 二极管模块有2个电气接口和1个输出接口。2个电气接口（a,k）分别位于二极管的阳极和阴极。输出接口（m）输出二极管的电流和电压测量值（Iak、Vak），其中电流单位A，电压单位V。 1.4参数设置： （1）Resistance Ron：导通电阻，单位Ω，当电感为0时，电阻不能为0； （2）Inductance Lon：电感，单位H，当电阻为0时，电感不能为0； （3）Forward voltage Vf：正向电压，当二极管正向电压大于Vf后，二极管导通； （4）Initial current Ic：初始电流，通常为0； （5）Snubber resistance Rs：并联缓冲电路的电阻值，设置inf时取消缓冲电阻； （6）Snubber capacitance Cs：缓冲电路电容值，单位F，当电容为0时，取消缓冲电容；设置inf时，缓冲电路为纯电阻性电路； （7）Show measurement port:选中复选框，出现测量输出接线口m，可观测二极管的电流和电压值。 2、晶闸管模块 2.1、原理 当晶闸管承受正向电压（Vak＞0）且门极有正的触发脉冲（g＞0）时，晶闸管导通。触发脉冲必须足够宽，才能使阳极电流Iak大于设定的晶闸管擎住电流I1，否则晶闸管任要转向关断。导通晶闸管阳极电流下降到0，或者承受反向电压时关断。 2.2、电路负荷和静态伏安特性 2.3、模块图例 详细模块简化模块 2.4、外部接口 晶闸管模块有2个电气接口，1个输入接口和1个输出接口。2个电气接口（a，k）分别对应晶闸管的阳极和阴极。输入接口（g）为门极逻辑信号。输出接口（m）输出晶闸管的电流和电压测量值（Iak、Vak），其中电流单位为A，电压单位为V。 2.5、参数设置： （1）Resistance Ron：导通电阻，单位Ω，当电感为0时，电阻不能为0； （2）Inductance Lon：电感，单位H，当电阻为0时，电感不能为0； （3）Forward voltage Vf：正向电压，晶闸管的门槛电压Vf； （4）Latching current Il：擎住电流，（简单模块无该选项）； （5）Turn-off time Tq：单位s，它包括阳极电流下降到0的时间和晶闸管正向阻断的时间，（简单模块无该项）； （6）Initial current Ic：初始电流，单位A，当电感值大于0时，可以设置仿真开始晶闸管的初始电流值，通常为0； （7）Snubber resistance Rs：并联缓冲电路的电阻值，设置inf时取消缓冲电阻； （8）Snubber capacitance Cs：缓冲电路电容值，单位F，当电容为0时，取消缓冲电容；设置inf时，缓冲电路为纯电阻性电路； （9）Show measurement port:选中复选框，出现测量输出接线口m，可观测晶闸管的电流和电压值。 3、可开断晶闸管模块 3.1、原理 适用于晶闸管智能控制模块与散热器之间的高导热性粘接及填充 研泰化学适用于晶闸管智能控制模块与散热器之间的高导热性粘接及填充属于室温固化有机硅橡胶,以进口有机硅为主体，高品质导热材料、填充料等高分子材料精制而成的单组分高导热硅胶，通过与空气中的水份缩合反应硫化成高性能弹性体，是经过补强的中性有机硅弹性胶，完全固化后，具有优异的耐高低温变化性能，不会因元件固定后产生接触缝隙而降低散热效果。 【适用于晶闸管智能控制模块与散热器之间的高导热性粘接及填充产品特点】 ●具有优异的导热性能（散热性能），固化后的导热系数[W/(m·k)]高达 2.0，为电子产品 提供了高保障的散热系数，为大功率电子产品在使用过程中的稳定起到保障作用，提高了产品的使用性能及寿命； ●具有卓越的粘接强度，尤其对电子元器件、铝、ABS、PBT等塑料等具有良好的附着力， 同时起到既具有优异的密封性、又具有优异的粘接和导热作用。 【适用于晶闸管智能控制模块与散热器之间的高导热性粘接及填充产品应用】 ●主要用作CPU与散热器、晶闸管智能控制模块与散热器、大功率电器模块与散热器、大功 率LED驱动模块与散热器、LED灯铝基板与散热器、PCB板与散热片之间的高导热性粘接及填充； ●导热硅胶代替了传统的卡片和螺钉连接方式。 于实际应用的多样性，应用条件不是我们所能控制，所以用户在使用前需进行试验以确认本品是否适用。我公司不担保使用我公司产品出现的问题，不承担任何直接、间接或意外损失的责任。用户在使用过程中遇到什么问题，可以和我公司技术工程联系,我们将竭力为您提供尽可能的帮助。 【适用于晶闸管智能控制模块与散热器之间的高导热性粘接及填充怎么使用】 ●表面清理：将被粘或被涂覆物表面整理干净，除去锈迹、灰尘和油污等； ●施胶：拧开（或削开）胶管盖帽，最好根据施胶面的大小决定削胶管的大小尺寸，将胶液 挤到已清理干净的表面，使之分布均匀，将被粘面合拢固定即可； ●固化：将涂好的部件放置于平稳处, 未固化前不要随意挪动,被粘好或密封好的部件置于 空气中让其自然固化，在24小时内(室温及60%相对湿度,胶将固化2-4mm的深度,如果部位胶体较深,尤其在不容易接触到空气部位.完全固化的时间会延长,如果温度、湿度较低， 课题 任务九晶闸管及其应用 9.1 单、双向晶闸管和单结晶闸管的认识和检测 课型 新课授课班级授课时数 2 教学目标 了解单向、双向晶闸管和单结晶体管的结构、引脚、主 要参数、基本特性 教学重点 万用表的正确使用方法 教学难点 单、双向晶闸管和单结晶闸管的认识和检测 学情分析 教学效果 教后记 Ａ、导入新课 实物展示：向学生展示单向、双向晶闸管和单结晶体管，提出本次课任务。 B、新授课 基础知识 一、单向晶闸管 ㈠外形 单向晶闸管的外形如图9-1所示。 图9-1 单向晶闸管外形 ㈡结构与符号 单向晶闸管是由三个PN结及其划分为四个区组成，如图9-2所示。由外层的P型和N型半导体分别引出阳极A和阴极K，由中间的P型半导体引出控制极G。文字符号用“V”表示。 (a)结构(b)符号 图9-2 单向晶闸管的结构与符号展示法 （结合演示讲解） 实物展示 ㈢工作特性 ⒈单向晶闸管的导通必须具备两个条件： ①在阳极（A）与阴极（K）之间必须为正向电压（或正向偏压）；即： U AK＞0； ②在控制极（G）与阴极（K）之间也应有正向触发电压；即：U GK ＞0。 ⒉晶闸管导通后，控制极（G）将失去作用，即：当U GK＝0，晶闸管仍然导通。 ⒊单向晶闸管要关断时必须满足： 使其导通（工作）电流小于晶闸管的维持电流值或在阳极（A）与阴极（K）之间加上反向电压（反向偏压）；即：I V＜I H或U AK＜0。 二、双向晶闸管 ㈠外形 双向晶闸管的外形如图9-3所示。 图 9-3 双向晶闸管外形 ㈡结构与符号 双向晶闸管的结构与符号如图9-4所示，它是一个NPNPN五层结构的半导体器件，其功能相当于一对反向并联的单向晶闸管，电流可以从两个方向通过。所引出的三个电极分别为第一阳极T1、第二阳极T2和控制极G。结合演示讲解 实物展示 晶闸管智能控制模块 使用手册 鞍山泰利德电子有限公司ANSHAN TECHLEAD ELECTRONIC CO.,LTD. 目录 一产品简介 (1) 1.用途 (1) 2.特点 (1) 二详细参数 (1) 1.模块通用参数 (1) 2规格参数 (2) 三、模块接线方式 (3) 四控制信号输入接线方法 (4) 五.模块选取及注意事项 (5) 1.模块电流规格选取 (5) 2.导通角要求 (5) 3.使用环境要求 (5) 六外型尺寸 (6) 1．M31外型 (6) 2．M32外型 (7) 3．M33外型 (8) 晶闸管智能控制模块 一产品简介 本产品是交晶闸管功率电路、触发调控电路、PI调节电路及保护电路等封装在一起的多功能集成模块。实现了晶闸管调压装置小型化、模块化、智能化。 1.用途 广泛应用于不同行业各类用途如调温、调光、励磁、电镀、电解、电焊、等离子拉弧、充放电、稳压的电源装置，还可用于交流电机软起动和直流电机调速。 2.特点 （1）本说明书所覆盖的晶闸管智能控制模块,采用了全数字移相触发集成电路。控制电路与晶闸管主电路集成于一体后，使模块具备了强大的电力调控功能。模块输出对称性高，无直流分量。大规格模块具有过热、过流、缺相保护功能。 （2）采用进口芯片、高级芯片支撑板，模块压降小、功耗低，效率高，节电效果好。 （3）采用进口高性能元件，保证了触发控制电路的可靠性。 （4）采用（DCB）陶瓷覆铜板，经独特处理方法和特殊焊结工艺，保证焊接层无空洞，导热性能好。（5）采用高级导热绝缘封装材料，绝缘、防潮性能优良。 （6）触发控制电路、主电路与导热底板相互隔离，导热底板不带电，介电强度≥2500V（RMS），保证人身安全。 （7）输入0～10V直流控制信号，可对主电路输出电压进行平滑调节。 （8）可手动、仪表或微机控制。 （9）适用于阻性和感性负载。 二详细参数 1.模块通用参数 （1）工作频率f：50Hz； （2）模块输入交流电压范围V IN（RMS）： 额定电压为220VAC时170～250VAC 额定电压为380VAC时300～450VAC （输入电压低于或高于上述各规定值时，应专门定做） （3）三相交流输出电压不对称度：＜6% （4）控制电源电压：12V DC 晶闸管智能模块发展史及后来的应用 摘要：富安时介绍晶闸管thyristor可控硅模块的接图，晶闸管功率控制器主要技术参数及其应用范围。电焊设备、激光电源、励磁电源、电镀电解电源、调功、调光、工业炉温控、固态动力开关、牵引、直流拖动、大吊车驱动、搅拌电源、电机软起动列出这种模块的控制方法及其电连接图。晶闸管调整器体积小，功能齐全，联线简单，控制方便，性能稳定可靠是这种模块的特点，而增大容量，扩大功能，降低成本，系列化晶闸管功率控制器模块今后发展趋势。 1概况 目前，富安时晶闸管的制造工艺和设计应用技术已相当成熟，正沿着大功率化和模块化二个方向前进：一是为高压真流输电（HVDC），静止无功补偿（SVC），超大功率高压变频调速以及几十万安培的直流电源领域用的125mm，8000V以上晶闸管的稳定生产而开 展研发工作；二是向着体积更小，重量更轻，结构更紧凑，可靠性更高，使用更方便，内部接线电路各异和功能不同的模块化开展技术改进工作。 晶闸管功率控制器模块和整流二极管模块自20世纪70年代初问世以来获得了蓬勃发展，目前已能大批量生产各种类型的电力半导体模块，并广泛应用于国民经济各部门，为工业发展，技术进步，节能、节电、节材发挥了极大作用。但是由于晶闸管是电流控制的电力半导体器件，所以需要较大的脉冲触发功率才能驱动晶闸管，而且它的触发系统电路复杂，体积大，安装调试较难，抗干扰和可靠性较差，制造成本也高，又因其触发系统易产生电磁干扰，难与微机接口，不易实现微机控制。多年来，世界各国围绕如何更加方便、可靠、高效地使用晶闸管取得二方面的进展：一是把分立器件芯片按一定电路联成后封装成一般模块，给用户带来一定的使用方便；二是将门极触发系统的部分分立元器件制成专用集成触发电路，简化了触发系统。但是所有这些并未摆脱将晶闸管主电路与门极触发系统分立制作的传统方式，也没有出现过把复杂庞大的触发系统、检测保护系统和大功率晶闸管主电路集成为一体，做成一个体积小，功能完整，并通过一个端口便能实现对三相电力进行调控的晶闸管智能模块（FUANSHI）。 晶闸管保护电路 [2009-4-2] 字号:[小][中][大] 晶闸管的保护电路，大致可以分为两种情况：一种是在适当的地方安装保护器件，例如，R—C阻容吸收回路、限流电感、快速熔断器、压敏电阻或硒堆等。再一种则是采用电子保护电路，检测设备的输出电压或输入电流，当输出电压或输入电流超过允许值时，借助整流触发控制系统使整流桥短时内工作于有源逆变工作状态，从而抑制过电压或过电流的数值。 一. 晶闸管的过流保护 晶闸管设备产生过电流的原因可以分为两类:一类是由于整流电路内部原因, 如整流晶闸管损坏, 触发电路或控制系统有故障等; 其中整流桥晶闸管损坏类较为严重, 一般是由于晶闸管因过电压而击穿,造成无正、反向阻断能力，它相当于整流桥臂发生永久性短路，使在另外两桥臂晶闸管导通时，无法正常换流，因而产生线间短路引起过电流.另一类则是整流桥负载外电路发生短路而引起的过电流，这类情况时有发生，因为整流桥的负载实质是逆变桥, 逆变电路换流失败，就相当于整流桥负载短路。另外，如整流变压器中心点接地，当逆变负载回路接触大地时，也会发生整流桥相对地短路。 1. 对于第一类过流，即整流桥内部原因引起的过流，以及逆变器负载回路接地时，可以采用第一种保护措施，最常见的就是接入快速熔短器的方式。见图1。快速熔短器的接入方式共有三种，其特点和快速熔短器的额定电流见表1。 图1：快速熔短器的接入方法 表1：快速熔短器的接入方式、特点和额定电流 表2：整流电路型式与系数K C的关系表 2. 对于第二类过流，即整流桥负载外电路发生短路而引起的过电流，则应当采用电子电路进行保护。常见过流保护原理图如下 网址：https://www.360docs.net/doc/a9822871.html,/buyer/offerdetail/672293940.html 可控硅(晶闸管)交流调压模块-450A 数量(PCS) 价格(元/PCS) ≥1 4470.00元/PCS 成为该供应商会员可享受折优惠. 请登录后进行申请 ?供应商支持：混批 ?发货地：山东淄博临淄区 ?供货总量：200PCS ?诚信保障：诚保可用保障金：￥2000.00(详细说明) 诚保 签订保障合同后，可保障买家采购的资金，运费等安全，查看详情。签订保障合同什么是签订保障合同？ ?想了解产品详情，请 ?给我留言 ?或 ?查看联系方式 ? ? ? 收藏此信息分享到：QQ空间新浪微薄淘江湖人人网旺旺/QQ ?详细信息 ?批发说明 ?运费说明 ?联系方式 一、产品简介 本说明书所述晶闸管集成移相控制模块，最大优点是采用了抗老化设计，控制电路与晶闸管主电路集成为一体。模块的输出对称性高，无直流分量。模块具有对电力进行自动控制，调节的强大功能。 1、用途 各行业应用广泛，如；电解、电镀、调温、调光、电焊、蓄电池充放电、直流电机调速、交流电机软起动、稳压电源装置、励磁等。 2、特点 ①采用进口玻璃钝化方芯片，模块导通压降小，功耗低，节能效果显着。 ②控制触发电路采用进口贴片元器件组装，全部元器件进行高温老化筛选，可靠性高。 ③采用陶瓷覆铜工艺，焊接工艺独特，绝缘强度高，导热性能好，电流承载能力大，热循环负载次数是国标的进10倍。 ④控制触发电路，主电路，导热底板之间相互绝缘，介电强度≥2500ⅤAC 导热底板不带电，安全可靠。 ⑤控制端口输入0-10V直流信号，可对主电路输出进行平滑调节。 ⑥控制方式可为：手动电位器控制；仪表控制；微机控制；PLC控制等。 节能型智能晶闸管模块路灯控制器使用说明 一、简介 本控制器采用晶闸管单相整流恒压模块进行路灯的调节控制，由于恒压模块输出端接有平波电抗器，因而使路灯电压可平滑调节，且调节范围宽，它与变压器分档调节和自耦变压器调节路灯电压的装置相比，具有调节精度高，路灯电流保持连续，路灯无闪烁，工作稳定、可靠，功率因数高，路灯使用寿命延长，节电率接近50%（路灯）等优点，并克服上述二种装置调节时易生火花，路灯易熄灭和路灯不易启动等缺点，这是一种结构简单，接线、调节方便的节能型晶闸管模块路灯控制器。目前本公司供应kW、kW、kW、9 kW、15 kW和22 kW规格的智能晶闸管路灯控制器。二、路灯节能控制器电气原理图 图1 节能型智能晶闸管模块路灯控制器电原理图 本控制器主控电路采用晶闸管单相整流恒压模块MD，220V交流电源经路灯负载EL1~EL n接至模块输入端，从负载之前接一引线至模块Sampling in端，用于提供同步信号和负载反馈电压信号，模块输出端接一平波电抗器LF，其目的是使流经路灯的负载电流保持连续，并减少谐波和提高功率因数，以符合国家有关电力谐波标准，把所控制的n个路灯并联在一起，并接一电压表PV如图所示,在交流输入中并把联有用来提高功率因数和抑制谐波的电容器C1~C n（C1~C n一般为灯具所配带，PA为电流表、 PV为电压表，TA为电流互感器）。 三、节能型路灯控制器特点 本控制器与变压器分档调节和自耦变压器调节路灯电压的控制器相比，有以下特点： （1）线路简捷，接线简单，路灯电压平滑连续可调。通过调节晶闸管智能模块控制端的电位器，可连续调节加在负载两端的电压，使负载电压达到节能所需的最佳状态，从而提高了调节精度和工作可靠性，克服了调压易生火花，路灯易熄灭和路灯不易启动等缺点。 （2）由于采用恒压控制模块，即使在输入电压不稳定、输出负载变化范围大的情况下，也可保证负载两端电压保持不变，确保了路灯在额定电压下工作，灯泡不过载，从而提高了路灯工作的稳定性、可靠性和耐久性。 （3）电压调节范围宽。适当加大输出电抗器感抗，可增大输出电压调节范围，提高节能效果，使之达到近50%节电率。 （4）路灯无闪烁。加在模块输出端的电感保证了流经路灯的交流电流保持连续，甚至为方波，这样即使在较低的输出电压（160V）下，路灯也能稳定工作，无闪烁，可大大延长路灯寿命。 四、路灯节能控制器外部接线图 晶闸管及其应用 晶闸管及其应用 课程目标 1 了解晶闸管结构，掌握晶闸管导通、关断条件 2 掌握可控整流电路的工作原理及分析 3 理解晶闸管的过压、过流保护 4 掌握晶闸管的测量、可控整流电路的调试和测量 课程内容 1 晶闸管的结构及特性 2 单相半波可控整流电路 3 单相半控桥式整流电路 4 晶闸管的保护 5 晶闸管的应用实例 6 晶闸管的测量、可控整流电路的调试和测量 学习方法 从了解晶闸管的结构、特性出发，掌握晶闸管的可控整流应用，掌握晶闸管的过压和过流保护方式，结合实物和实训掌握晶闸管管脚及好坏的判断，通过应用实例，了解晶闸管的典型应用。 课后思考 1晶闸管导通的条件是什么？导通时，其中电流的大小由什么决定？晶闸管阻断时，承受电压的大小由什么决定？ 2为什么接电感性负载的可控整流电路的负载上会出现负电压？而接续流二极管后负载上就不出现负电压了，又是为什么？ 3 如何用万用表判断晶闸管的好坏、管脚？ 4 如何选用晶闸管？ 晶闸管的结构及特性 一、晶闸管外形与符号： 图 5.1.1 符号 图5.1.2 晶闸管导通实验电路图 为了说明晶闸管的导电原理，可按图5.1.2所示的电路做一个简单的实验。 （1）晶闸管阳极接直流电源的正端，阴极经灯泡接电源的负端，此时晶闸管承受正向电压。控制极电路中开关S断开(不加电压)，如图 5.1.2(a)所示，这时灯不亮，说明晶闸管不导通。 （2）晶闸管的阳极和阴极间加正向电压，控制极相对于阴极也加正向电压，如图5.1.2(b)所示.这时灯亮，说明晶闸管导通。 （3）晶闸管导通后，如果去掉控制极上的电压，即将图5.1.2(b)中的开关S断开，灯仍然亮，这表明晶闸管继续导通，即晶闸管一旦导通后，控制极就失去了控制作用。 （4）晶闸管的阳极和阴极间加反向电压如图5.1.2(C)，无论控制极加不加电压，灯都不亮，晶闸管截止。 （5）如果控制极加反向电压，晶闸管阳极回路无论加正向电压还是反向电压，晶闸管都不导通。 从上述实验可以看出，晶闸管导通必须同时具备两个条件： (1) 晶闸管阳极电路加正向电压； (2) 控制极电路加适当的正向电压(实际工作 中,控制极加正触发脉冲信号)。 二、伏安特性 产品规格书 Specification of Products 产品名称：产品型号： 普通晶闸管模块湖北梅兰半导体有限公司 湖北梅兰半导体有限公司 Hubei Merlin Semiconductor Co., Ltd. 厂址：湖北省 襄阳市 高新技术开发区 电话：总机 传真：分机E-mail:mlsanrex@https://www.360docs.net/doc/a9822871.html, https://www.360docs.net/doc/a9822871.html, (710)3807852 3807952 3807905 3806705811 版本号：02 更新日期：2011.3 MTC(MTA MTK)300A （高压系列） 3 2 1 VALUE SYMBOL CHARACTERISTIC TEST CONDITIONS T j(°C) Min Type Max UNIT I T(AV)Mean on-state current 180°half sine wave50Hz Single side cooled,T c=85°C 125300A I T(RMS)RMS on-state current Single side cooled,T c=85°C125314A V DRM V RRM Repetitive peak off-state voltage Repetitive peak reverse voltage V DRM&V RRM tp=10ms V DsM&V RsM= V DRM&V RRM+200V respectively 12525005600V I DRM I RRM Repetitive peak current at V DRM at V RRM 12550mA I TSM Surge on-state current9.3.KA I2t I2T for fusing coordination 10ms half sine wave V R=60%V RRM 125 432A2s*103 V TO Threshold voltage 1.15 . V r T On-state slop resistance 125 0.95 .mΩV TM Peak on-state voltage I TM=1500A1252.44V dv/dt Critical rate of rise of off-state voltage V DM=67%V DRM125800V/μs di/dt Critical rate of rise of on-state current From67%V DRM to1500A, Gate source1.5A t r≤0.5μs Repetitive 125100A/μs I GT Gate trigger current30200mA V GT Gate trigger voltage1.03.0V I H Holding current V A=12V, I A=1A25 20150mA V GD Non-trigger gate voltage At67%V DRM1250.2V R th(j-c) Thermal resistance Junction to heatsink At1800sine, Single side cooled0.065°C /W V iso Isolation voltage50Hz,R.M.S,t=1min,I iso:1mA(MAX) 6000V Thermal connection torque(M10) 12.0N.m F m Mounting torque(M6) 6.0N.m T stg Stored temperature-40140°C W t Weight1350g Outline OUTLINE DRAWING & CIRCUIT DIAGRAM M10M13M14M15 课题 9.1晶闸管简介 课型 新课授课班级授课时数1教学目标 1．认识晶闸管的结构和符号 2．能理解晶闸管工作原理 3．熟记晶闸管导通与关断的条件 教学重点 晶闸管的结构和工作原理 教学难点 工作原理 学情分析 教学效果 教后记 新课 A．复习 1．三端集成稳压器的分类。 2．画出实现输出 10 V的稳压电源图。 B．引入 二极管整流，当V i固定，V o是固定值，许多场合，所需的直流电源电压应能改变，具有可控性。 C．新授课 一、晶闸管的结构符号 1．结构：实物演示。 阳极a 阴极c4层半导体 控制极g 2．符号： 3．3个PN结（g与c之间为一个PN结）。 二、工作原理： 1．实验演示： （1）a≠c加反向电压，无论是否加控制电压——不导通； 控制极加反向电压，a≠c加正向电压——不导通。 （2）a，c加正向电压，g，c加正向电压，导通。 2．工作特点： （1）导通条件：晶闸管阳极与阴极间必须加正向电压， 控制极与阴极间也要接正向电压。 （2）晶闸管一旦导通，降低或去掉控制极电压仍导通。 （3）关断条件：减小阳极电流< I H 维持电流。 方法：断开阳极电源、阳-阴间加反向电压。 讨论： ①V1，V2如何连接？ V2的b极与V1的c极连接，V2的c极与V1的b极连接。 ②a，c加正向电压，V1，V2是否导通？ 不加g极，中间取反偏，V1无基极电流，不导通。 ③控制极与阴极间加正向电压，V1工作状态如何？ V1有基极电流而导通。 ④V1，V2工作状态：饱和，总压降1 V。 ⑤V1，V2导通后，g极去掉，V1，V2状态如何：V1，V2仍维持导通，反馈电流代替V1基本电流。 ⑥要使V1，V2截止，应采取什么措施？ a．去掉U gK。 b．I A＜I H（调电位器）。 三、简易检测： 1．检测阳、阴极：正常时R E1，R E2都很大（指针基本不动）。 2．检测控制极是否短路或断开： （1）一个PN结。 （2）方法：同判别普通二极管一样。 四、主要参数： 1．额定正向平均电流：允许通过阳极与阴极之间的电流平均值。 2．维持电流：保持晶闸管导通的最小正电流。 3．晶闸管导通的最小正触发电压和电流；晶闸管从关断到导通，晶闸管所需的最小电压和电流。 4．正向阻断峰值电压：正向电压最大值。 5．反向阻断峰值电压：反向电压最大值。 练习 习题九91 小结1．晶闸管结构及符号2．工作原理 3．主要参数 布置作业 习题九92补充画波形Simulink电力电子仿真模块详细介绍
适用于晶闸管智能控制模块与散热器之间的高导热性粘接及填充
晶闸管及其应用教案
晶闸管智能控制模块(14年统一版)
晶闸管模块的应用
晶闸管保护电路
智能可控硅模块
路灯节能模块使用说明
晶闸管及其应用
MTC300A 可控硅模块说明书
晶闸管及其应用.(DOC)