晶閘管及其應(yīng)用

過載時間0.02s5s5 min

過載倍數(shù)421.25

圖5.1.22 快速熔斷器的接入方式

快速熔斷器的接入方式有三種，如圖5.1.22所示。其一是快速熔斷器接在輸出(負載)端，這種接法對輸出回路的過載或短路起保護作用，但對元件本身故障引起的過電流不起保護作用。其二是快速熔斷器與元件串聯(lián)，可以對元件本身的故障進行保護。以上兩種接法一般需要同時采用。第三種接法是快速熔斷器接在輸入端，這樣可以同時對輸出端短路和元件短路實現(xiàn)保護，但是熔斷器熔斷之后，不能立即判斷是什么故障。

熔斷器的電流定額應(yīng)該盡量接近實際工作電流的有效值，而不是按所保護的元件的電流定額(平均值)選取。

(2)過電流繼電器

在輸出端(直流側(cè))裝直流過電流繼電器，或在輸入端(交流側(cè))經(jīng)電流互感器接入靈敏的過電流繼電器，都可在發(fā)生過電流故障時動作，使輸入端的開關(guān)跳閘。這種保護措施對過載是有效的，但是在發(fā)生短路故障時，由于過電流繼電器的動作及自動開關(guān)的跳閘都需要一定時間，如果短路電流比較大，這種保護方法不很有效。

(3)過流截止保護

利用過電流的信號將晶閘管的觸發(fā)脈沖移后，使晶閘管的導(dǎo)通角減小或者停止觸發(fā)。

二、晶閘管的過電壓保護

晶閘管耐過電壓的能力極差，當(dāng)電路中電壓超過其反向擊穿電壓時，即使時間極短，也容易損壞。如果正向電壓超過其轉(zhuǎn)折電壓，則晶閘管誤導(dǎo)通，這種誤導(dǎo)通次數(shù)頻繁時，導(dǎo)通后通過的電流較大，也可能使元件損壞或使晶閘管的特性下降。因此必須采取措施消除晶閘管上可能出現(xiàn)的過電壓。引起過電壓的主要原因，是因為電路中一般都接有電感元件。在切斷或接通電路時，從一個元件導(dǎo)通轉(zhuǎn)換到另一個元件導(dǎo)通時，以及熔斷器熔斷時，電路中的電壓往往都會超過正常值。有時雷擊也會引起過電壓。

晶閘管過電壓的保護措施有下列幾種：

(1)阻容保護

可以利用電容來吸收過電壓，其實質(zhì)就是將造成過電壓的能量變成電場能量儲存到電容器中，然后釋放到電阻中去消耗掉。這是過電壓保護的基本方法。

阻容吸收元件可以并聯(lián)在整流裝置的交流側(cè)(輸入端)、直流側(cè)(輸出端)或元件側(cè)，如圖5.1.23所示。

5.1.23 阻容吸收元件與硒堆保護

(2)硒堆保護

硒堆(硒整流片)是一種非線性電阻元件，具有較陡的反向特性。當(dāng)硒堆上電壓超過某一數(shù)值后，它的電阻迅速減小，而且可以通過較大的電流，把過電壓能量消耗在非線性電阻上，而硒堆并不損壞。

硒堆可以單獨使用，如圖5.1.23，也可以和阻容元件并聯(lián)使用。

晶閘管的應(yīng)用實例

一、晶閘管調(diào)光、調(diào)溫電源

晶閘管調(diào)光和調(diào)溫裝置在工業(yè)、商業(yè)、影劇院以及家用電器中已得到廣泛的應(yīng)用?，F(xiàn)介紹一種既實用又便于制作的晶閘管調(diào)光、調(diào)溫電源，如圖5.1.24.所示。粗線為主電路，細線為觸發(fā)電路，由220V電網(wǎng)供電，負載電阻Rd可以是白熾燈、電熨斗、烘干電爐以及其它的電熱設(shè)備。晶閘管的額定電流選擇取決于負載的大小，家庭用的一般選用KP5-7為宜。熔斷器的熔體若選用普通錫鉛熔絲，其額定電流選2~3A較合適。

電路工作原理：在晶閘管VT1、TV2處于關(guān)斷狀態(tài)時，電源電壓u2在正半周對電容C1充電，其充電速度取決于充電回路的時間常數(shù)τ=(R1+R)C1。當(dāng)C1充電到晶閘管VT1所需的觸發(fā)電

壓時，VT1被觸通。VT1管導(dǎo)通到電源電壓u2正半波結(jié)束為止。由圖可見，調(diào)整R值，就能改變C1的充電速度，負載兩端電壓也即發(fā)生變化。晶閘管VT2的觸發(fā)電壓是由C2充電所儲蓄的電能來提供，但極性必須是上負下正。但在電源電壓u2正半周，VT1管尚示導(dǎo)通時，C2充電方向是上正下負，與觸發(fā)VT2管所需的方向相反。當(dāng)VT1導(dǎo)通時，C2雖經(jīng)VT1、R3放電，但由于R3阻值較大，故一般情況下，當(dāng)電源電壓u2正半波結(jié)束，VT1管被關(guān)斷時，C2仍有一定上正下負的電荷。這樣，在u2進入負半周時，電容C2必須先放電而后反向充電，當(dāng)C2反充電到VT2管所需的觸發(fā)電壓時，VT2管才被觸通，從而使兩個晶閘管