系列操作晶闸管解释为什么需要多个晶闸管的串行连接,晶闸管在串联连接时如何运行,我们如何处理与包括多个晶闸管的电路相关联的缺点。
SCR需要串联连接
在1957年引入可控硅后,晶闸管的建议额定值近年来已显示出相当大的改善。目前,可控硅的额定电压和电流分别为10kv和3ka。尽管具有如此高的额定值,但在某些应用中,所需的电路额定值要比单个晶闸管提供的额定值高。
这可以通过这种方式来说,对于某些工业应用,电压和电流额定值需求比较高于单个SCR提供的额定值。因此,为了为这种应用提供电路的要求,需要SCR的串行连接。
现在问题出现了,当串行和并行连接可控硅。
为了满足电路的高电压要求,采用了可控硅的串行连接。因此,当整个电路的电压额定值超过单个晶闸管的额定值时,就可以将多个可控硅串联起来,这样就可以共享正向和反向电压。串联时,同一类晶闸管按顺序连接。
这里应该注意的是,在电路内形成连接的所有SCR的评级应仅在系统将提供令人满意的操作之后适当地利用。
参考电路中多个SCR的连接有两个关键术语。这两个是字符串效率和降额因子。该字符串用于表示各种SCR的连接。
字符串效率确定已使用字符串中的SCR的有效性。请注意,SCR的串联和并行连接的字符串效率是以相同的方式定义的。但是,在这里,我们正在提供串联连接的SCR的弦效率,它由以下提供:
当可控硅的数量越多,管柱就越可靠。
实际上,弦效<1
为了获得最高的串效率,组成一个连接生成串的scr必须具有相同的I-V特性。然而,相同额定值的可控硅并不提供相同的特性,这将导致在串中的可控硅之间不平等地共享电压。由于这个原因,串效率并不等于统一。但是为了减少晶闸管串中串联而产生的不平等的电压共享,必须使用外部均衡电路。即使存在均衡电路,字符串效率的值也小于1。
另一个术语正在将因子缩放,缩写为DRF,并确定完整字符串的可靠性。它是:
串联式可控硅的运行
为了实现晶闸管的令人满意的串行操作,必须在同一时刻提供给所有晶闸管的射击。当提供触发脉冲的栅极中几微秒的差异时,晶闸管的电压共享极大地影响了触发脉冲的差异。
我们已经讨论过,字符串内的SCR串联应表现出类似的I-V特性。但是,由于SCR的各自固有变型,它们中的每一个都可能显示它们的电压的变化。
为了理解这一点,假设我们有两个scr T1和T2串联连接,具有转发电压作为V.BO1和VBO2.
两个可控硅的漏阻为V1/我0.对于T.1和V2/我0.对于T.2,这里是T的泄漏电阻1比T大吗2.就像这里漏电流I0.是相同的scr, V1是t的额定电压1这大于T的额定电压2即,V.2.因此,具有更多漏电的晶闸管将共享施加输入电压的大部分。因此,据说具有相同额定值的晶闸管的前向和反向阻挡特性的变化导致稳态中的电压的不等分布。
在这里,很明显两个SCR支持电压V.1+ V2而不是2V1.在这种情况下,串效率为:
这可以清楚地说,串联配置中的每个SCR不共享相同的电压,因此弦效率小于1。
现在的问题是如何在稳态下均衡该不等电压分布?
因此,要有相等的电压分布,在串中的每个可控硅电阻必须以这样的方式连接在一个并联配置,每个并联组合必须有相似的电阻值。然而,实现这是一个相当艰巨的任务,因为在这种情况下,不同的电阻值需要每个SCR。因此,为了简化这一点,一个更实际的方法是在配置中连接每个SCR的等值电阻R。
串联配置中的这种分流电阻连接被称为静态均衡电路。
最近我们已经讨论了稳态条件,但是,在接通,关闭和高频操作的瞬态条件下,串联连接的SCR之间的电压分布不等于。在这种情况下,据说配置的晶闸管,具有最高接通时间的配置将有利于完整的串电压。为了降低导通差等不等电压分布,一种方式是提供具有快速上升时间的高栅极驱动脉冲。
考虑下面所示的图形,以了解由于两个SCR的反向恢复特性的变化导致的不平等电压分布。
在这里,显示T的反向恢复时间1小于t2因此,它以最快的速率恢复,显着地立即限制了反向电流。由于这个原因,T将共享更多的弦电压1而不是t.2.这表明由于两个SCR的反向恢复电流的差异,电压分布将不等。
而在关断条件下,电压分布依赖于可控硅反向偏置结提供的电容。基本上,每个反向偏置结将提供不同的电容,从而在接通和关断期间提供不相等的电压分布。因此,在这种情况下,使用分流电容有助于电压均衡。
更简单地说,通过晶闸管的分流电容补偿晶闸管自电容的不平等。当晶闸管关断时,并联电容和自电容的合成相等。
考虑到串联任何SCR的阻塞状态,它充电到其上存在的电压,但它导通,然后晶闸管将自身放电。因此,为了限制流过SCR的放电电流,由RC表示的阻尼电阻串联连接在每个电容器上。C和RC的这种组合称为动态均衡电路。该安排清晰显示:
在上述电路中,二极管的存在是为了在正向电压条件下为电容器提供充电路径。然而,二极管的选择也是至关重要的,因为它必须具有软恢复特性。
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