晶閘管及其應用

b→T2→RL→D1→a

圖5.1.21 電阻性負載時單相半控橋式整流電路的電壓與電流的波形

這時T1和D2處于截止狀態。電壓與電流的波形如圖5.1.21所示。顯然，與單相半波整流[圖5.1.6(c)相比，橋式整流電路的輸出電壓的平均值要大一倍，即

(5.3)

輸出電流的平均值為

(5.4)

例5.1有一純電阻負載，需要可調的直流電源：電壓U0=0~180V，電流I0=0~6A?，F采用單相半控橋式整流電路圖5.1.20，試求交流電壓的有效值，并選擇整流元件。

解 設晶閘管導通角θ為180o(控制角α=0)時，U0=180V，I0=6A。

交流電壓有效值

實際上還要考慮電網電壓波動、管壓降以及導通角常常到不了180o(一般只有160 o~170 o左右)等因素，交流電壓要比上述計算而得到的值適當加大10%左右，即大約為220V。因此，在本例中可以不用整流變壓器，直接接到220V的交流電源上。

晶閘管所承受的最高正向電壓UFM、最高反向電壓URM和二極管所承受的最高反向電壓都等于

流過晶閘管和二極管的平均電流是

為了保證晶閘管在出現瞬時過電壓時不致損壞，通常根據下式選取晶閘管的UFRM和URRM：

UFRM≥(2-3)UFM=(2-3)×310V=(620-930)V

URRM≥(2-3)URM=(2-3)×310V=(620-930)V

根據上面計算，晶閘管可先用KP5-7型，二極管可先用2CZ5/300型。因為二極管的反向工作峰值電壓一般是取反向擊穿電壓的一半，已有較大余量，所以選300V已足夠。

晶閘管的保護

晶閘管雖然具有很多優點，但是，它們承受過電壓和過電流的能力很差，這是晶閘管的主要弱點，因此，在各種晶閘管裝置中必須采取適當的保護措施。

一、晶閘管的過電流保護

由于晶閘管的熱容量很小，一旦發生過電流時，溫度就會急劇上升而可能把PN結燒壞，造成元件內部短路或開路。

晶閘管發生過電流的原因主要有：負載端過載或短路;某個晶閘管被擊穿短路，造成其他元件的過電流;觸發電路工作不正常或受干擾，使晶閘管誤觸發，引起過電流。晶閘管承受過電流能力很差，例如一個100A的晶閘管，它的過電流涌力如表5.1所列。這就是說，當100A的晶閘管過電流為400A 時，僅允許持續0.02s，否則將因過熱而損壞。由此可知，晶閘管允許在短時間內承受一定的過電流，所以，過電流保護的作用就在于當發生過電流時，在通的時間內將過電流切斷，以防止元件損壞。

晶閘管過電流保護措施有下列幾種：

(1)快速熔斷器

普通熔斷絲由于熔斷時間長，用來保護晶閘管很可能在晶閘管燒壞之后熔斷器還沒有熔斷，這樣就起不了保護作用。因此必須采用用于保護晶閘管的快速熔斷器。快速熔斷器用的是銀質熔絲，在同樣的過電流倍數之下，它可以在晶閘管損壞之前熔斷，這是晶閘管過電流保護的主要措施。