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模塊觸發(fā)電路板

該觸發(fā)板采用專(zhuān)用集成電路，為可控硅進(jìn)行移相調(diào)壓，提供觸發(fā)控制信號(hào)�？蓱�(yīng)用于交、直流電機(jī)調(diào)速、單相220VAC、380VAC變壓器初級(jí)原邊調(diào)壓對(duì)調(diào)光、焊機(jī)、電鍍等功率調(diào)節(jié)模塊進(jìn)行觸發(fā)控制。

單相集成移相觸發(fā)板

三相集成移相觸發(fā)板，為可控硅移相調(diào)壓提供觸發(fā)控制信號(hào)。該板采用單片機(jī)設(shè)計(jì)，三相對(duì)稱(chēng)性好（≤5％）。觸發(fā)電流大，適用于任何可控硅觸發(fā)，對(duì)任意負(fù)載實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)�？捎糜趯�(duì)交、直流電機(jī)、軟啟動(dòng)及調(diào)速，對(duì)變壓器的原邊調(diào)壓、焊機(jī)、控溫、勵(lì)磁、電鍍水處理等功率調(diào)節(jié)模塊進(jìn)行觸發(fā)控制。

三相集成移相觸發(fā)板

電力半導(dǎo)體模塊的電流參數(shù)

除非有特別說(shuō)明，電力半導(dǎo)體模塊數(shù)據(jù)表中的參數(shù)指的都是一個(gè)管芯的參數(shù)。

晶閘管、整流管的通態(tài)或正向平均電流值：ITAV　IFAV是指通態(tài)或正向電流在一個(gè)周期內(nèi)的平均值，如圖一所示。

圖一 正弦半波電流波形

圖二 兩只獨(dú)立封裝  晶閘管反并聯(lián)

圖三 MTC外聯(lián)形成MTX

從圖一中可以計(jì)算出額定通態(tài)電流平均值ITAV和正弦半波電流峰值ITM之間數(shù)學(xué)表達(dá)式為：

單只晶閘管額定通態(tài)電流方均根值（即有效值）ITRMS

兩只獨(dú)立封裝的晶閘管反并聯(lián)組件的通態(tài)電流方均根值（即有效值）ITRMS

如圖二，兩只獨(dú)立封裝的晶閘管反并聯(lián)組件類(lèi)似雙向晶閘管器件，因雙向晶閘管額定電流不能用平均值標(biāo)稱(chēng)（電流波形為交流，平均值為零），所以只能用通態(tài)電流方均根值（即有效值）
ITRMS標(biāo)稱(chēng)。

由公式（1），每個(gè)晶閘管通過(guò)的半波峰值電流均為ITM＝πITAV，正負(fù)兩個(gè)半波剛好組成一個(gè)完整的正弦波，該正弦波峰值為πITAV，所以流過(guò)反并聯(lián)晶閘管的通態(tài)電流方均根值（即有效值）：

MTX型號(hào)模塊交流電流有效值ITRMS

如圖三，MTC型模塊從外部將電極1和2連接在一起后就是MTX型模塊，類(lèi)似雙向晶閘管器件，也只能用通態(tài)電流方均根值（即有效值）ITRMS標(biāo)稱(chēng)。公式（3）同樣適用。

晶閘管模塊的觸發(fā)及其要求

觸發(fā)應(yīng)達(dá)到足夠的功率

晶閘管是電流控制型功率器件，導(dǎo)通的條件之一就是必須從門(mén)極注入足夠的電流才能使晶閘管導(dǎo)通。由于晶閘管門(mén)極特性的分散性以及觸發(fā)電流隨溫度變化而變化的特點(diǎn)，為使晶閘管在各種條件下均能可靠觸發(fā)，必須采用強(qiáng)觸發(fā)方式，即觸發(fā)電路提供的觸發(fā)電流是晶閘管觸發(fā)電流IGT的2－3倍，但觸發(fā)脈沖不得超過(guò)規(guī)定的門(mén)極最大峰值電壓（一般為10V）和最大峰值電流（一般為2A）。產(chǎn)品合格證上標(biāo)稱(chēng)的門(mén)極參數(shù)是在陽(yáng)極、陰極之間施加一定正向電壓的情況下，能觸發(fā)晶閘管導(dǎo)通的最小觸發(fā)電壓和觸發(fā)電流。因此IGT并不是越小越好或越大越好，太小容易造成晶閘管誤觸發(fā)，太大則需要有更大觸發(fā)功率的電流輸出。

采用萬(wàn)用表測(cè)量門(mén)極電阻可以定性地判斷門(mén)極情況，但不能定量地測(cè)量門(mén)極觸發(fā)特性值，也不能以此作為模塊門(mén)極參數(shù)離散性的判斷依據(jù)。

對(duì)觸發(fā)信號(hào)波形的要求

觸發(fā)脈沖應(yīng)有一定的寬度，以保證在脈沖存在期間晶閘管陽(yáng)極電流能達(dá)到并超過(guò)維持導(dǎo)通所需的擎住電流（IL）。四方電子一般只給出晶閘管的維持電流（IH）。觸發(fā)脈沖的前沿要求盡可能陡。目前大都使用由許多高頻脈沖調(diào)制組成的脈沖列來(lái)觸發(fā)。尤其對(duì)于電感性負(fù)載和三相全控橋應(yīng)用場(chǎng)合，要求脈沖寬度大于60°或3.3毫秒（使用在工頻時(shí)）。

擎住電流和維持電流這兩個(gè)參數(shù)是有區(qū)別的。擎住電流描述的是晶閘管剛從阻斷（高阻）狀態(tài)轉(zhuǎn)變到導(dǎo)通（低阻）狀態(tài)并移去觸發(fā)信號(hào)之后，能維持通態(tài)所需的最小電流（IL）維持電流描述的是晶閘管從導(dǎo)通（低阻） 狀態(tài)轉(zhuǎn)變到阻斷（高阻）狀態(tài)時(shí)使晶閘管維持通態(tài)所必須的最小電流（IH）。一般IL＝（2～4）IH。由于模塊中各晶閘管參數(shù)的差異（離散），可能導(dǎo)致輕載工作時(shí)三相不平衡，如電動(dòng)機(jī)空轉(zhuǎn)抖動(dòng)、電焊機(jī)空載時(shí)維弧不穩(wěn)、電流表或電壓表指針抖動(dòng)。

因此，需在負(fù)載輸出端并聯(lián)一負(fù)載電阻（續(xù)流電阻），以保持晶閘管在最小輸出電壓(即最大控制角α?xí)r）能提供維持晶閘管工作的最小電流。而重載（ 即大電流輸出時(shí)） 三相不平衡主要是由于晶閘管三相移相角度或三相電壓不一致引起的。如果采用強(qiáng)觸發(fā)，三相不平衡與晶閘管參數(shù)關(guān)系不大。所以設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)盡可能采用強(qiáng)觸發(fā)方式，以兼容更寬范圍內(nèi)的門(mén)極觸發(fā)特性。

觸發(fā)脈沖的隔離

由于晶閘管使用在大電流高電壓的強(qiáng)電領(lǐng)域，而門(mén)極脈沖形成電路是由控制板產(chǎn)生，屬弱電部分，因此強(qiáng)電與弱電必須隔離且必須保證足夠的絕緣隔離電壓，一般不小于2500V或更高（交流有效值）。目前大都采用脈沖變壓器和光耦器件（俗稱(chēng)借陽(yáng)極電壓觸發(fā)方式）隔離。光耦器件有光電耦合三極管（OC 輸出方式即集電極開(kāi)路）和光電耦合雙向晶閘管兩種。單只光耦器件功率不足以強(qiáng)觸發(fā)晶閘管時(shí)，可采用固態(tài)開(kāi)關(guān)（SSS）或固態(tài)繼電器（SSR）以擴(kuò)展門(mén)極觸發(fā)功率。光耦器件觸發(fā)方式中，仍推薦使用強(qiáng)觸發(fā)電路。

觸發(fā)脈沖的同步及移相范圍

為使晶閘管在每個(gè)周期都在相同的控制角α觸發(fā)導(dǎo)通，觸發(fā)脈沖必須與晶閘管的陽(yáng)極電壓同步，并與電源波形保持固定的相位關(guān)系。同時(shí)為使電路在給定范圍內(nèi)調(diào)壓（或調(diào)功），應(yīng)保證脈沖在一定范圍內(nèi)進(jìn)行移相，具體情況如下：

三相半波整流電路移相范圍：

阻性負(fù)載時(shí)為0～150°；大電感負(fù)載電流連續(xù)工作在整流狀態(tài)時(shí)為0～90°；既整流又逆變時(shí)為0～180°。

三相全控整流電路移相范圍：

阻性負(fù)載時(shí)為0～120°；既整流又逆變時(shí)為0～ 180°。為保證逆變工作安全可靠，最小逆變角也應(yīng)加以限制。

防止干擾和誤觸發(fā)

晶閘管的誤導(dǎo)通往往是由于干擾信號(hào)進(jìn)入門(mén)極電路而引起。因此，需要對(duì)觸發(fā)電路采取屏蔽、隔離等抗干擾措施。

觸發(fā)信號(hào)線(xiàn)盡可能短且雙線(xiàn)絞繞在一起。G 、K 之間應(yīng)并聯(lián)一個(gè)無(wú)極性小電容（如0.01uF）和一只反并的二極管（如1N4007 ）。

觸發(fā)脈沖的形式

產(chǎn)生觸發(fā)脈沖的方法很多，各種不同類(lèi)型專(zhuān)用電路也很多，從早期使用的分立器件組成的鋸齒波脈沖電路、單結(jié)晶體管、單結(jié)程控晶體管（PUT）、KC04系列、KJ09系列；到現(xiàn)已廣泛使用的模擬集成電路TC785、TC787 以及光電耦合器件如MOC3081、MOC3083 等等。目前，更有利用單片機(jī)程序控制來(lái)產(chǎn)生的脈沖觸發(fā)。無(wú)論采用哪種方式都必須滿(mǎn)足上述對(duì)觸發(fā)脈沖的要求。

警告：不得借用晶閘管模塊的輔助陰極（K）和門(mén)極（G）導(dǎo)線(xiàn)連接阻容吸收等其他元件；晶閘管的門(mén)極觸發(fā)信號(hào)只能而且必須接到晶閘管模塊的門(mén)極和輔助陰極端子上，而不允許連接到模塊主端電極上，以免產(chǎn)生干擾。

晶閘管模塊的保護(hù)

過(guò)電壓保護(hù)

由于晶閘管的擊穿電壓接近工作電壓；線(xiàn)路中產(chǎn)生的過(guò)電壓容易造成器件電壓擊穿；正常工作時(shí)凡發(fā)生超過(guò)晶閘管能承受的最高峰值電壓的尖脈沖等統(tǒng)稱(chēng)為過(guò)電壓。產(chǎn)生過(guò)電壓的外部原因主要是雷擊、電網(wǎng)電壓激烈波動(dòng)或干擾，內(nèi)部原因主要是電路狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)積累的電磁能量不能及時(shí)消散。過(guò)電壓極易造成模塊損壞，因此必須采取必要的限壓保護(hù)措施，把晶閘管承受的過(guò)電壓限制在正反向不重復(fù)峰值電壓VRSM、VDSM值以?xún)?nèi)。常用的保護(hù)措施如下：

晶閘管關(guān)斷過(guò)電壓（換流過(guò)電壓）保護(hù)

當(dāng)晶閘管關(guān)斷、正向電流下降到零時(shí)，管芯內(nèi)部會(huì)殘留許多載流子，在反向電壓的作用下會(huì)瞬間出現(xiàn)反向電流，使殘存的載流子迅速消失，形成極大的di/dt。即使線(xiàn)路中串聯(lián)的電感很小，由于反向電勢(shì)V＝-Ldi/dt，所以也能產(chǎn)生很高的電壓尖峰（或毛刺），如果這個(gè)尖峰電壓超過(guò)晶閘管允許的最大峰值電壓，就會(huì)損壞器件。對(duì)于這種尖峰電壓一般常用的方法是在器件兩端并聯(lián)阻容吸收回路，利用電容兩端電壓不能突變的特性吸收尖峰電壓。阻容吸收回路要盡可能靠近晶閘管A、K端子，引線(xiàn)要盡可能短，最好采用無(wú)感電阻，千萬(wàn)不能借用門(mén)極回路的輔助陰極導(dǎo)線(xiàn)（因輔助陰極導(dǎo)線(xiàn)的線(xiàn)徑很細(xì)，回路中過(guò)大的電流會(huì)將該線(xiàn)燒斷）。阻容元件的參數(shù)可按以下的經(jīng)驗(yàn)值和公式選�。�

表一 晶閘管模塊阻容吸收元件經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)

表一中電阻的功率由下式確定：

交流側(cè)過(guò)電壓及其保護(hù)

交流側(cè)電路在接通、斷開(kāi)時(shí)會(huì)產(chǎn)生過(guò)電壓。對(duì)于這類(lèi)過(guò)電壓保護(hù)，目前主要采用壓敏電阻和瞬態(tài)電壓抑制器（Transient Voltage Supperessor簡(jiǎn)稱(chēng)TVS）。

壓敏電阻是一種非線(xiàn)性元件，它是以氧化鋅為基體的金屬氧化物，有兩個(gè)電極，極間充填有氧化鉍等晶粒。正常電壓時(shí)晶粒呈高阻，漏電流僅有100uA左右，但過(guò)電壓時(shí)發(fā)生的電子雪崩使其呈低阻，電流迅速增大從而吸收了過(guò)電壓。其接法與阻容吸收電路相同，在交、直流側(cè)完全可以取代阻容吸收，但不能用來(lái)作為限制dv/dt的保護(hù)，故不宜連接在晶閘管的兩端。

TVS類(lèi)器件當(dāng)其兩端受到瞬時(shí)高壓時(shí)，能在極短的時(shí)間內(nèi)（10-12S）從高阻變?yōu)榈妥�，吸收高達(dá)數(shù)千瓦的浪涌能量。TVS的部分型號(hào)性能參數(shù)如表二：

過(guò)電流保護(hù)

當(dāng)變流裝置內(nèi)部元件損壞、控制或觸發(fā)系統(tǒng)發(fā)生故障、可逆?zhèn)鲃?dòng)環(huán)流過(guò)大或逆變失敗、交流電壓過(guò)高、過(guò)低或缺相、負(fù)載過(guò)載等，均會(huì)引起裝置中電力電子器件的電流超過(guò)正常工作電流。由于晶閘管的過(guò)流能力比一般電氣設(shè)備低得多，因此，必須對(duì)晶閘管采取過(guò)電流保護(hù)措施。

晶閘管裝置中可能采用的幾種過(guò)電流保護(hù)措施如圖四，分別是：

圖四

交流進(jìn)線(xiàn)串接漏抗大的整流變壓器（圖四A）：

利用電抗限制短路電流，但此種方法在交流電流較大時(shí)存在交流壓降。

電檢測(cè)和過(guò)流繼電器（圖四C）

電流檢測(cè)是用取樣電流與設(shè)定值進(jìn)行比較，當(dāng)取樣電流超過(guò)設(shè)定值時(shí)，比較器輸出信號(hào)使移相角增大或拉逆變以減少電流。有時(shí)須停機(jī)。

直流快速開(kāi)關(guān)（圖四G）

對(duì)于變流裝置功率大且短路可能性較多的場(chǎng)合，可采用動(dòng)作時(shí)間只有2ms的直流快速開(kāi)關(guān)，它能夠先于快速熔斷器斷開(kāi)而保護(hù)了晶閘管，但價(jià)格昂貴使用不多。

快速熔斷器（圖四B、D、E）

與普通熔斷器比較，快速熔斷器是專(zhuān)門(mén)用來(lái)保護(hù)電力半導(dǎo)體功率器件過(guò)電流的元件，它具有快速熔斷的特性，在流過(guò)6倍額定電流時(shí)其熔斷時(shí)間小于工頻的一個(gè)周期（20ms）。

快速熔斷器可接在交流側(cè)（B）、直流側(cè)（E）或與晶閘管橋臂串聯(lián)（D），后者直接效果最好。一般說(shuō)來(lái)快速熔斷器額定電流值（有效值IRD）應(yīng)小于被保護(hù)晶閘管的額定方均根通態(tài)電流（即有效值）ITRMS即1.57ITAV，同時(shí)要大于流過(guò)晶閘管的實(shí)際通態(tài)方均根電流（即有效值）IRMS。

即：

電壓及電流上升率的保護(hù)

電壓上升率（dv/dt）

晶閘管阻斷時(shí)，其陰陽(yáng)極之間相當(dāng)于存在一個(gè)PN結(jié)電容，當(dāng)突加正向陽(yáng)極電壓時(shí)會(huì)產(chǎn)生充電電容電流，此電流可能導(dǎo)致晶閘管誤導(dǎo)通。因此，對(duì)晶閘管施加的最大正向電壓上升率必須加以限制。常用方法是在晶閘管兩端并聯(lián)阻容吸收元件。

電流上升率（di/dt）

晶閘管開(kāi)通時(shí)，電流是從靠近門(mén)極區(qū)的陰極開(kāi)始導(dǎo)通然后逐漸擴(kuò)展到整個(gè)陰極區(qū)直到全部導(dǎo)通，這個(gè)過(guò)程需要一定的時(shí)間。如果電流上升太快，使電流來(lái)不及擴(kuò)展到整個(gè)管芯的有效PN結(jié)面，造成門(mén)極附近的陰極區(qū)局部電流密度過(guò)大，發(fā)熱過(guò)于集中，PN結(jié)的溫度迅速上升形成熱點(diǎn)，使其在很短的時(shí)間內(nèi)超過(guò)額定結(jié)溫（Tjm）導(dǎo)致晶閘管工作失效甚至燒毀，所以必須限定晶閘管通態(tài)電流上升率（di/dt）。一般是在橋臂中串入電感或鐵淦氧磁環(huán)。

溫度保護(hù)

電力半導(dǎo)體模塊與其它功率器件一樣，工作時(shí)由于自身功耗而發(fā)熱。如果不采取適當(dāng)措施將這種熱量散發(fā)出去，就會(huì)引起模塊管芯PN結(jié)溫度急劇上升。致使器件特性惡化，直至完全損壞。晶閘管的功耗主要由導(dǎo)通損耗、開(kāi)關(guān)損耗、門(mén)極損耗三部分組成。在工頻或400Hz以下頻率的應(yīng)用中最主要的是導(dǎo)通損耗。

為了確保器件長(zhǎng)期可靠地工作，設(shè)計(jì)時(shí)散熱器及其冷卻方式的選擇與電力半導(dǎo)體模塊的電流電壓的額定值選擇同等重要，千萬(wàn)不可大意！

散熱器的常用散熱方式有：自然風(fēng)冷、強(qiáng)迫風(fēng)冷、熱管冷卻、水冷、油冷等�？紤]散熱問(wèn)題的總原則是：控制模塊中管芯的結(jié)溫Tj不超過(guò)產(chǎn)品數(shù)據(jù)表給定的額定結(jié)溫（Tjm）。

實(shí)際上，元件的結(jié)溫不容易直接測(cè)量，因此不能用它作為是否超溫的判據(jù)。通過(guò)控制模塊底板的溫度（即殼溫Tc）來(lái)控制結(jié)溫是一種有效的方法。由于PN結(jié)的結(jié)溫Tj和殼溫Tc存在著一定的溫度梯度，知道了殼溫也就知道了結(jié)溫，而最高殼溫Tc是限定的，由產(chǎn)品數(shù)據(jù)表給出。借助溫控開(kāi)關(guān)可以很容易地測(cè)量到與散熱器接觸處的模塊底板溫度（溫度傳感元件應(yīng)置于模塊底板溫度最高的位置）。從溫控天關(guān)測(cè)量到的殼溫可以判斷模塊的工作是否正常。若在線(xiàn)路中增加一個(gè)或兩個(gè)溫度控制電路，分別控制風(fēng)機(jī)的開(kāi)啟或主回路的通斷（停機(jī)），就可以有效地保證晶閘管模塊在額定結(jié)溫下正常工作。

需要指出的是，溫控開(kāi)關(guān)測(cè)量到的溫度是模塊底板表面的溫度，易受環(huán)境、空氣對(duì)流的影響，與模塊和散熱器的接觸面上的溫度Tc，還有一定的差別（大約低幾度到十幾度），因此其實(shí)際控制溫度應(yīng)低于規(guī)定的Tc值。用戶(hù)可以根據(jù)實(shí)際情況和經(jīng)驗(yàn)決定控制的溫度。

散熱器的設(shè)計(jì)和選擇

安裝在散熱器上的N個(gè)晶閘管模塊，其等效熱阻示意圖和圖中各符號(hào)的含義如圖五：

圖五  多個(gè)晶閘管模塊共用散熱器熱阻等效圖

根據(jù)模塊的通態(tài)（正向）平均電流ITAV（或IFAV）、最高工作結(jié)溫Tjm、內(nèi)熱阻（結(jié)殼熱阻Rjc、殼散熱阻Rcs之和）以及使用時(shí)的冷卻條件（環(huán)境溫度Ta冷卻方式等），用戶(hù)即可自行選擇散熱器。散熱器的熱阻Rsa，按下式計(jì)算：

式中：（n為散熱器上的模塊只數(shù)，且假設(shè)每個(gè)晶閘管的Rjc相同Rcs也相同）

晶閘管通態(tài)耗散平均功率的計(jì)算：

晶閘管通過(guò)正弦半波電流、導(dǎo)通角為180°時(shí)，每只晶閘管的通態(tài)耗散平均功率為：

或式中：

Rcs與散熱器的填隙介質(zhì)、模塊與散熱器接觸面的粗糙度、平面度以及安裝力矩密切相關(guān)。介質(zhì)的導(dǎo)熱性能越好，或者接觸越緊密，則Rcs越小。在適當(dāng)?shù)陌惭b條件下，Rcs應(yīng)波動(dòng)不大，視模塊底板幾何尺寸的不同，大約在0.01～0.03℃/W之間。

由上述各公式可以計(jì)算出Rsa，查散熱器產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)（或說(shuō)明書(shū)）的標(biāo)稱(chēng)熱阻或有關(guān)曲線(xiàn)，選擇熱阻小于而又最接近計(jì)算值（Rsa）的散熱器，再結(jié)合使用時(shí)的冷卻介質(zhì)（空氣或水）的流速和流量加以修正，即可確定合適的散熱器。

電力半導(dǎo)體模塊的應(yīng)用領(lǐng)域

電力半導(dǎo)體模塊由于其優(yōu)越的封裝形式，具有體積小、裝配簡(jiǎn)單、美觀(guān)、維修方便等優(yōu)點(diǎn)，在各種電力電子變換應(yīng)用場(chǎng)合大量使用。一般說(shuō)來(lái)，單相功率在25KW以下，三相功率在120KW以下的電力電子裝置，大部分都可以使用晶閘管或整流管模塊。

應(yīng)用方式可以分為交流調(diào)壓、直流（整流）調(diào)壓、無(wú)觸點(diǎn)電子開(kāi)關(guān)三種，使用行業(yè)非常廣泛。主要有交流電機(jī)軟啟動(dòng)或節(jié)能裝置、焊接電源、交－直－交變頻、交－交變頻、靜止無(wú)功功率補(bǔ)償裝置、工業(yè)加熱、中頻電源、直流電機(jī)調(diào)速、勵(lì)磁、充電、交流無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)、路燈控制以及智能交流穩(wěn)壓電源設(shè)備等等。

各種應(yīng)用的主回路形式，詳見(jiàn)表四：

焊機(jī)專(zhuān)用晶閘管模塊及其應(yīng)用

焊機(jī)專(zhuān)用MTG（AA）/MTG模塊特點(diǎn)簡(jiǎn)介：

MTG（AA）型模塊是由三只共陽(yáng)極晶閘管管芯封裝在一起的模塊化結(jié)構(gòu)組件。模塊內(nèi)管芯參數(shù)針對(duì)焊機(jī)特點(diǎn)專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)，額定結(jié)溫高、通態(tài)電壓低、通流和過(guò)載能力強(qiáng)、動(dòng)態(tài)性能一致性好、耐疲勞性強(qiáng)，免除螺栓晶閘管裝機(jī)前參數(shù)挑選和配對(duì)的麻煩，提高工效。

焊機(jī)目前正朝著模塊化方向發(fā)展。由于模塊具有裝配、調(diào)試、維修簡(jiǎn)單，整機(jī)裝置美觀(guān)大方等優(yōu)點(diǎn)，因此在焊機(jī)中使用模塊越來(lái)越被人們所接受，可以明顯地提升焊機(jī)品位。

目前四方已推出從MTG（AA）60/400V到MTG（AA）200A/400V六種型號(hào)規(guī)格，此類(lèi)模塊可典型應(yīng)用于雙反星型并聯(lián)帶平衡電抗器作為主回路設(shè)計(jì)的各種焊機(jī)中，如ZX5系列普通焊機(jī)；WSM系列直流氬弧焊機(jī)；NBK系列CO2氣體保護(hù)焊機(jī)。

雙反星并聯(lián)帶平衡電抗器焊機(jī)的線(xiàn)路特點(diǎn)

雙反星并聯(lián)帶平衡電抗器主回路如圖六所示，該線(xiàn)路相當(dāng)于正極性和反極性?xún)山M三相半波整流電路并聯(lián)。每只晶閘管的最大導(dǎo)通角為120°，負(fù)載電流Id同時(shí)由兩個(gè)晶閘管和兩個(gè)變壓器繞組供給，每只晶閘管承擔(dān)1/6的Id，任何瞬時(shí)，正、負(fù)極性組均有一支電路導(dǎo)通工作。

該線(xiàn)路提高了變壓器利用率，磁路平衡，不存在磁化的問(wèn)題。要求主變壓器和平衡電抗器對(duì)稱(chēng)性好。

整流輸出電壓：Ud=1.17U2cosα。當(dāng)負(fù)載電流小于額定值（Id）的2～5%時(shí)，流過(guò)平衡電抗器的電流太小，達(dá)不到激磁所需的臨界電流，平衡電抗器失去作用，其上的三角波形電壓也就沒(méi)有了，此時(shí)該線(xiàn)路的輸出電壓與三相半波電路一樣，Ud＝1.35U2cosα。該電壓即為電焊機(jī)空載電壓。

電阻R的作用是為電焊機(jī)在空載電壓輸出時(shí)，提供維持晶閘管導(dǎo)通的擎住電流，稱(chēng)為續(xù)流電阻或維弧電阻。維弧電阻R的大小與晶閘管模塊的擎住電流有關(guān)。

雙反星并聯(lián)帶平衡電抗器焊機(jī)用器件選擇的計(jì)算實(shí)例

已知條件：空載電壓：100V，額定輸出電流：630A；暫載率：60%

晶閘管耐壓的選擇（VDRMVRRM）：

對(duì)于雙反星型并聯(lián)電路，其對(duì)晶閘管耐壓要求均為U2，U2為變壓器副邊相電壓。

此即器件承受的電壓，考慮兩倍余量（362V），并從數(shù)據(jù)表中查得相近的模塊規(guī)格，選擇耐壓為400V的MTG

（AA）型模塊。

晶閘管額定電流的選擇（ITAV）：

先計(jì)算變壓器副邊流過(guò)的相電流（Ie）：

（適用雙反星型并聯(lián)電路，因兩極性組并聯(lián)，所以公式中需乘以1/2）。對(duì)于630A輸出電流，Id＝630A

 折算為流過(guò)晶閘管的通態(tài)平均電流：

顯然，通過(guò)以上的計(jì)算對(duì)于采用雙反星型并聯(lián)電路的ZX5－630、NBK－630及WSM－630焊機(jī)應(yīng)選擇MTG 200－ 300A/800V或MTG（AA）130－200A/400V的模塊。最好選MTG250－300A/800V或MTG（AA）160－200A/400V的模塊，當(dāng)然，焊機(jī)長(zhǎng)期地可靠正常工作除了與模塊正確選型有關(guān)外，還與焊機(jī)暫載率及模塊散熱條件有關(guān)。

以上計(jì)算都是在模塊散熱條件足夠的假設(shè)下進(jìn)行的。如果散熱條件發(fā)生變化，對(duì)模塊的耐壓和電流的選擇可適當(dāng)增大或減小。

焊機(jī)額定輸出電流對(duì)模塊的選擇（推薦）：

其它線(xiàn)路焊機(jī)對(duì)模塊的選型：

對(duì)于使用在三相半控全橋整流線(xiàn)路中的模塊MTY、MDG，如圖七，對(duì)器件通流能力要求更高。在同等輸出電流的情況下，該線(xiàn)路中的器件通過(guò)的電流是雙反星并聯(lián)線(xiàn)路中的兩倍；但對(duì)耐壓的要求則降低一半。

三相半控全橋整流焊機(jī)用器件選擇的計(jì)算實(shí)例

已知條件：Id=630A；空載電壓：100V

器件耐壓（VDRMVRRM）的計(jì)算：

可以計(jì)算出變壓器副邊相電壓：

此即器件承受的電壓，考慮兩倍余量（210V），并從數(shù)據(jù)表中查得相近的模塊規(guī)格，選擇耐壓為200～300V的MTY型和MDG型模塊。

器件額定電流ITAV的計(jì)算：

由于該線(xiàn)路相當(dāng)于兩組三組半波整流電路的串聯(lián)，

可以計(jì)算出變壓器副邊相電流：Ie=0.577×Id=0.577×630A=364A(此值為交流有效值）

顯然，目前沒(méi)有如此大電流的模塊，建議客戶(hù)采用400－－500A的平板式晶閘管為宜。

以上兩種線(xiàn)路對(duì)器件耐壓和通流能力的要求是不一樣的。后一種線(xiàn)路對(duì)器件耐壓要求比前一種線(xiàn)路低一半，但通流能力要求大兩倍。

電力半導(dǎo)體模塊安裝使用注意事項(xiàng)

電力半導(dǎo)體模塊屬于溫度敏感性器件，使用時(shí)必須安裝在散熱器上。安裝前首先用酒精將模塊底板和散熱器表面擦拭干凈，待自然干燥后，在模塊底板上均勻涂上導(dǎo)熱硅脂，導(dǎo)熱硅脂剛好能夠覆蓋整個(gè)底板。安裝之后可從散熱器上取下模塊，檢查模塊底板是否完全沾潤(rùn)。

模塊的額定通態(tài)平均電流［ITAV、IFAV］是在規(guī)定散熱器、強(qiáng)迫風(fēng)冷（風(fēng)速6m/s）、額定殼溫Tc和純阻性負(fù)載下得出的。若使用條件發(fā)生變化（如感性負(fù)載），額定電流就需下降。

散熱器與模塊接觸面應(yīng)平整，散熱器的平面度≤0.03mm，將模塊緊壓于散熱器上，以確保良好的熱傳導(dǎo)。否則接觸熱阻變大，影響熱量從管芯向散熱器傳遞。電極與銅排連接時(shí)，也必須擰緊螺絲。

采用自然冷卻散熱時(shí)，散熱器應(yīng)垂直放置，以利空氣對(duì)流，散發(fā)熱量。對(duì)模塊額定電流和散熱器長(zhǎng)度的選擇，相對(duì)于強(qiáng)制風(fēng)冷的情況，模塊額定電流和散熱器長(zhǎng)度都以增加一倍為宜。

為確保使用時(shí)模塊的殼溫不超過(guò)額定殼溫（Tc），建議采用溫度保護(hù)措施。

警告：當(dāng)模塊殼溫超過(guò)額定殼溫（Tc）時(shí)，必須降額使用，否則可能會(huì)導(dǎo)致模塊不可恢復(fù)的熱擊穿。