可控硅(晶闸管)应用指南

一.

参数说明

1.

参数表中所给出的数据，I_TSM、I²t、dv/dt、di/dt指的是元件所能满足的最小值, Q_r、V_TM、V_TO、r_T指元件可满足(不超过)的最大值。

2.

通态平均电流额定值I_TAV(I_FAV)

I_TAV(I_FAV)指在双面冷却条件下，保证散热器温度55℃时，允许元件流过的最大正弦半波电流平均值。I_TAV(I_FAV)对应元件额定有效值I_RMS=1.57 I_TAV。实际使用中，若不能保证散热器温度低于55℃或散热器与元件接触热阻远大于规定值，则元件应降额使用。

3.

晶闸管通态电流上升率di/dt

参数表中所给的为元件通态电流上升率的临界重复值。其对应不重复测试值为重复值的2倍以上，在使用过程中，必须保证元件导通期任何时候的电流上升率都不能超过其重复值。

4.

晶闸管使用频率

晶闸管可工作的最大频率由其工作时的电流脉冲宽度t_p，关断时间t_q以及从关断后承受正压开始至其再次开通的时间t_V决定。f_max=1/(t_q+t_p+t_V)。根据工作频率选取元件时必须保证元件从正向电流过零至开始承受正压的时间间隔t_Ht_q，并留有一定的裕量。随着工作频率的升高，元件正向损耗E_pf和反向恢复损耗E_pr随之升高，元件通态电流须降额使用。

二.

元件的选择

正确地选择晶闸管、整流管等电力电子器件对保证整机设备的可靠性及降低设备成本具有重要意义。元件的选择要综合考虑其使用环境、冷却方式、线路型式、负载性质等因素，在保证所选元件各参数具有裕量的条件下兼顾经济性。由于电力电子器件的应用领域十分广泛，具体应用形式多种多样，下面仅就晶闸管元件在整流电路和单项中频逆变电路中的选择加以说明。

1.

整流电路器件选择

工频整流是晶闸管元件最常用的领域之一。元件选用主要考虑其额定电压和额定电流。

(1)

晶闸管器件的正反向峰值电压V_DRM和V_RRM：应为元件实际承受最大峰值电压UM的2-3倍，即V_DRM/RRM=(2-3)U_M。各种整流线路对应的U_M值见表1。

(2)

晶闸管器件的额定通态电流I_T(AV)：晶闸管的I_T(AV)值指的是工频正弦半波平均值，其对应的有效值I_TRMS=1.57I_T(AV)。为使元件在工作过程中不因过热损坏，流经元件的实际有效值应在乘以安全系数1.5-2后才能等于1.57I_T(AV)。假设整流电路负载平均电流为I_d，流经每个器件的电流有效值为K_Id，则所选器件的额定通态电流应为：
I_T(AV)=(1.5-2)K_Id/ 1.57=K_fd*I_d
K_fd为计算系数。对于控制角α=0^O时，各种整流电路下的K_fd值见表1。选择元件I_T(AV)值还应考虑元件散热方式。一般情况下风冷比水冷相同元件的额定电流值要低；自然冷却情况下，元件的额定电流要降为标准冷却条件下的三分之一。

表1：整流器件的最大峰值电压U_M及通态平均电流计算系数K_fd