晶闸管串联
晶闸管串联时,须要注意静态截至电流和动态截至电流的对称分布。
在静态时,因为串联各器件的截至漏电压具有不同的制造误差,造成具有最小漏电压的器件承受了最大的电流,甚至达到擎住状态。但只要器件具有足够的擎住稳定性,则无必要在线路中采用均压内阻。只有当截至电流小于1200V的器件串联时,通常来说才有必要外加一个并联内阻。
假定截至漏电压不随电流变化,同时忽视内阻的偏差,则对于n个具有给定截至电流VR的晶闸管的串联电路,我们可以得到一个简化的估算内阻的公式:
以上Vm是串联电路中电压的最大值,△Ir是三极管漏电压的最大误差,条件是运行气温为最大值。我们可以做一个安全的假定:
上式中,Irm是由制造商所给定的。借助以上恐怕,内阻中的电压大概是三极管漏电压的六倍。
经验表明,当流经内阻的电压约为最大截至电流下晶闸管漏电压的三倍时,该内阻值便是足够的。但虽然在此条件下灯泡串联和并联哪个亮,内阻中仍会出现可观的耗损。
原则上,动态的电流分布不同于静态的电流分布。假如一个三极管pn结的自旋小时得比另外一个要快,这么它也就更早地承受电流。
假如忽视电容的误差,这么在n个给定截至电流值Vr的晶闸管相串联时,我们可以采用一个简化的估算并联电容的方式:
以上△QRR是三极管储存电量的最大误差。我们可以做一个充分安全的假定:
条件是所有的晶闸管均出自同一个制造批号。△QRR由半导体制造商所给出。不仅续流晶闸管关断时出现的储存电量之外,在电容中储存的电量也同样须要由正在开通的IGBT来接替。按照上述设计公式,我们发觉总的储存电量值可能会达到单个晶闸管的储存电量的两倍。
通常来说,续流晶闸管的串联电压并不多见,缘由还在于存在下述附件的耗损源:
1、pn结的n重扩散电流;
2、并联内阻中的耗损;
3,须要由IGBT接替的附加储存电量;
4、由RC电路而造成的器件的降低。
所以在高截至电流的晶闸管可以被采用时,通常不采用串联方案。
惟一的例外是当应用电路要求很短的开关时间和很低的储存电量时,这两点恰好是地奈亚晶闸管所具备的。其实此时系统的通态耗损也会大大降低。
晶闸管并联
晶闸管并联,并不须要附加的RC缓冲电路。重要的是在并联时通态电流的误差应尽可能小。
判定一个三极管是否适宜并联的重要参数是其通态电流对气温的依赖性。假如通态电流随气温的降低而升高,则它具有负的气温系数。对于耗损来说,这是一个优点。
假如通态电流随气温的降低而降低,则湿度系数为正。
在典型的并联应用中,这是一个优点,其缘由在于,较热的晶闸管将承受较低电压,进而造成系统的稳定。由于晶闸管总是存在一定的制造误差,所以在晶闸管并联时,一个较大的负气温系数(>2mV/K)则有可能形成温升失衡的危险。
并联的晶闸管会形成热耦合:1.在多个芯片并联的模块中通过基片;2.在多个模块并联于一块散热片时通过散热器。
通常对于较弱的负气温系数来说,这类热偶合足以防止具有最低通态电流的晶闸管迈向体温失衡。但对于负气温系数值>2mM/K的三极管,我们则建议降额使用,即总的额定电压应该大于各晶闸管额定电压的总和。
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