晶闸管及其应用

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图5.1.22 快速熔断器的接入方式

快速熔断器的接入方式有三种，如图5.1.22所示。其一是快速熔断器接在输出(负载)端，这种接法对输出回路的过载或短路起保护作用，但对元件本身故障引起的过电流不起保护作用。其二是快速熔断器与元件串联，可以对元件本身的故障进行保护。以上两种接法一般需要同时采用。第三种接法是快速熔断器接在输入端，这样可以同时对输出端短路和元件短路实现保护，但是熔断器熔断之后，不能立即判断是什么故障。

熔断器的电流定额应该尽量接近实际工作电流的有效值，而不是按所保护的元件的电流定额(平均值)选取。

(2)过电流继电器

在输出端(直流侧)装直流过电流继电器，或在输入端(交流侧)经电流互感器接入灵敏的过电流继电器，都可在发生过电流故障时动作，使输入端的开关跳闸。这种保护措施对过载是有效的，但是在发生短路故障时，由于过电流继电器的动作及自动开关的跳闸都需要一定时间，如果短路电流比较大，这种保护方法不很有效。

(3)过流截止保护

利用过电流的信号将晶闸管的触发脉冲移后，使晶闸管的导通角减小或者停止触发。

二、晶闸管的过电压保护

晶闸管耐过电压的能力极差，当电路中电压超过其反向击穿电压时，即使时间极短，也容易损坏。如果正向电压超过其转折电压，则晶闸管误导通，这种误导通次数频繁时，导通后通过的电流较大，也可能使元件损坏或使晶闸管的特性下降。因此必须采取措施消除晶闸管上可能出现的过电压。引起过电压的主要原因，是因为电路中一般都接有电感元件。在切断或接通电路时，从一个元件导通转换到另一个元件导通时，以及熔断器熔断时，电路中的电压往往都会超过正常值。有时雷击也会引起过电压。

晶闸管过电压的保护措施有下列几种：

(1)阻容保护

可以利用电容来吸收过电压，其实质就是将造成过电压的能量变成电场能量储存到电容器中，然后释放到电阻中去消耗掉。这是过电压保护的基本方法。

阻容吸收元件可以并联在整流装置的交流侧(输入端)、直流侧(输出端)或元件侧，如图5.1.23所示。

5.1.23 阻容吸收元件与硒堆保护

(2)硒堆保护

硒堆(硒整流片)是一种非线性电阻元件，具有较陡的反向特性。当硒堆上电压超过某一数值后，它的电阻迅速减小，而且可以通过较大的电流，把过电压能量消耗在非线性电阻上，而硒堆并不损坏。

硒堆可以单独使用，如图5.1.23，也可以和阻容元件并联使用。

晶闸管的应用实例

一、晶闸管调光、调温电源

晶闸管调光和调温装置在工业、商业、影剧院以及家用电器中已得到广泛的应用。现介绍一种既实用又便于制作的晶闸管调光、调温电源，如图5.1.24.所示。粗线为主电路，细线为触发电路，由220V电网供电，负载电阻Rd可以是白炽灯、电熨斗、烘干电炉以及其它的电热设备。晶闸管的额定电流选择取决于负载的大小，家庭用的一般选用KP5-7为宜。熔断器的熔体若选用普通锡铅熔丝，其额定电流选2~3A较合适。

电路工作原理：在晶闸管VT1、TV2处于关断状态时，电源电压u2在正半周对电容C1充电，其充电速度取决于充电回路的时间常数τ=(R1+R)C1。当C1充电到晶闸管VT1所需的触发电

压时，VT1被触通。VT1管导通到电源电压u2正半波结束为止。由图可见，调整R值，就能改变C1的充电速度，负载两端电压也即发生变化。晶闸管VT2的触发电压是由C2充电所储蓄的电能来提供，但极性必须是上负下正。但在电源电压u2正半周，VT1管尚示导通时，C2充电方向是上正下负，与触发VT2管所需的方向相反。当VT1导通时，C2虽经VT1、R3放电，但由于R3阻值较大，故一般情况下，当电源电压u2正半波结束，VT1管被关断时，C2仍有一定上正下负的电荷。这样，在u2进入负半周时，电容C2必须先放电而后反向充电，当C2反充电到VT2管所需的触发电压时，VT2管才被触通，从而使两个晶闸管