結(jié)構(gòu)工藝

過零觸發(fā)
交流開關(guān)模塊是一種四端無觸點(diǎn)的電子開關(guān),它由二個反并聯(lián)晶閘管芯片和一個過零觸發(fā)電路組成,并混合集成在同一個盡緣樹脂外殼內(nèi)。形成輸進(jìn)、輸出端與銅底板之間盡緣的盡緣型模塊,其盡緣耐壓≥2500VRMS。當(dāng)輸進(jìn)端施加觸發(fā)信號后,其主電路即呈導(dǎo)通狀態(tài),而無觸發(fā)信號時,即呈阻斷狀態(tài),但因觸發(fā)電路是過零觸發(fā),所以輸出器件的導(dǎo)通時刻將延遲到交流正弦波電壓零點(diǎn)交越四周(一般為±10V左右),其工作波形如圖2所示。由圖2可見,當(dāng)ωt=ωt1時加輸進(jìn)控制電流后,晶閘管未立即導(dǎo)通,直到電源電壓零點(diǎn)交越四周(即±10V左右),晶閘管才導(dǎo)通,負(fù)載才流過電流。當(dāng)ωt=ωt2時停止輸進(jìn)控制電流,晶閘管不立即關(guān)斷,直至電源電壓零點(diǎn)交越四周(即±10V左右),負(fù)載電流才停止,這樣,負(fù)載電流為正弦波,減少了對電網(wǎng)的干擾。應(yīng)用領(lǐng)域
銅底板采用預(yù)彎技術(shù),使其經(jīng)熱焊后仍能很好地與散熱器接觸,從而大大減少了模塊的接觸熱阻。采用既盡緣又導(dǎo)熱的DBC陶瓷板,一方面使模塊熱阻降低,進(jìn)步了它的載流能力,另一方面使模塊的主電極和控制電極與銅底板之間有≥2500VRMS的盡緣耐壓,因此可以把幾個交流開關(guān)模塊同時安裝在同一接地的散熱器上,使用方便、安全,大大縮小了裝置的體積。晶閘管芯片均采用進(jìn)口的玻璃鈍化方形芯片,使模塊電參數(shù)一致性好,可靠性高。模塊采用RTV硅橡膠、彈性硅凝膠和環(huán)氧樹脂等多重密封保護(hù),使模塊的氣密性和耐濕潤性能進(jìn)步,從而使模塊能長期穩(wěn)定可靠地運(yùn)行。
過零觸發(fā)電路做在一塊多層的PCB板上,并安置在功率器件的上面,電路板涂有RTV盡緣硅橡膠,以進(jìn)步板上高低壓之間的盡緣性能。過零觸發(fā)電路采用先進(jìn)的光耦合器件,內(nèi)置集成的過零檢測電路,光電隔離技術(shù)使模塊靜態(tài)dv/dt能力強(qiáng),輸進(jìn)控制端與輸出功率端之間的盡緣耐壓高達(dá)7.5kV,克服了以往觸發(fā)方式易受電網(wǎng)電壓波動和電源波形畸變的影響,使輸出波形為正弦,波形無畸變,電磁干擾小、無噪音。觸發(fā)電路簡單可靠,調(diào)整輸進(jìn)控制電路的輸進(jìn)電阻值,可以適應(yīng)不同輸進(jìn)電壓(5V、12V、24V)的要求,但輸進(jìn)控制電流必須控制在12mA左右,可使觸發(fā)器件的壽命成倍進(jìn)步。
交流開關(guān)模塊與機(jī)械式開關(guān)相比,具有體積小、重量輕、開關(guān)速度快、靈敏度高、動作無噪音、防爆、無火花、壽命長、免維護(hù)、耐振動、抗沖擊、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。因此,它已被廣泛用于計算機(jī)的外圍接口和裝置上,用于恒溫控制、交流電機(jī)控制、調(diào)功、電磁閥控制、單相和三相交流無觸點(diǎn)電力開關(guān)、數(shù)控機(jī)械、遠(yuǎn)控和各種產(chǎn)業(yè)自動化裝置以及晶閘管投切電容器型(TSC)靜止無功補(bǔ)償?shù)葓龊希@對解決機(jī)電一體化、小型化、自動化、抗干擾、防爆等提供了可靠的器件物質(zhì)基礎(chǔ)。
過電流
晶閘管交流開關(guān)模塊的過電壓和過電流保護(hù)與分立晶閘管的保護(hù)方法一樣。模塊過流保護(hù)可以采用外接快速熔斷器,傳感器和快速過流繼電器等方法,但一般常用方法是外接快速熔斷器,圖4是其接法??烊鄣倪x用原則是其額定電壓應(yīng)略大于電路的正常工作電壓,如380V電壓選用500V的快熔;其額定電流應(yīng)按它所保護(hù)模塊實(shí)際通過的電流IR(RMS)來選配,而不是根據(jù)模塊的標(biāo)稱額定電流值來選配快速熔斷器。
過電壓保護(hù)?模塊過壓保護(hù)一般采用阻容吸收和壓敏電阻并用方式。對于持續(xù)時間較短,能量不大的過電壓,一般采用在模塊兩端并聯(lián)阻容吸收電路的方法,吸收電容把過電壓的電磁能量變成靜電能量存貯,吸收電阻除可防止電路振蕩外,還可限制晶閘管導(dǎo)通時電容放電產(chǎn)生的開通損耗和di/dt值,其接線方式如圖5所示。并聯(lián)在交流開關(guān)模塊的RC值可參考表2所列數(shù)值。對于持續(xù)時間較長,能量較大的過電壓,如雷擊引起的過電壓,將采用壓敏電阻保護(hù)。其接線方式如圖6所示。在選取壓敏電阻時,首先要確定它的標(biāo)稱電壓(V1mA)值,這是指壓敏電阻流過1mA電流時,它兩真?zhèn)€電壓。考慮到電網(wǎng)波動以及安全系數(shù),一般380V電源采用1000V,220V電源采用630V的壓敏電阻。而壓敏電阻的通流容量應(yīng)大于電路實(shí)際浪涌電流值,一般為3~15kA。晶閘管交流開關(guān)模塊的應(yīng)用范圍已很廣泛,使用技術(shù)亦很成熟。