缓冲电路（独立运行光伏发电系统功率控制研究-----内蒙古工业大学硕士论文） 开关管开通和关断理论上都是瞬间完成的，但实际情况开关管关断时刻下降的电流和上升的电压有重叠时间，所以会有较大的关断损耗。为了使IGBT 关断过程电压能够得到有效的抑制并减小关断损耗，通常都需要给IGBT 主电路设置关断缓冲电路。通常情况下,在设计关于IGBT 的缓冲电路时要综合考虑从IGBT 应用的主电路结构、器件容量以及要满足主电路各种技术指标所要求的IGBT 开通特性、关断特性等因素。 选用RCD 缓冲电路，结构如图4-5所示。 对缓冲电路的要求：尽量减小主电路的电感；电容应采用低感吸收电容；二极管应选用快开通和快速恢复二极管，以免产生开通过电压和反向恢复引起较大的振荡过电压。 （1）缓冲电容的计算 ()500.850.5184 ce s r f ce I C t t uF V =+=?=
（2）缓冲电阻的计算 0.55029.4330.283on s s t us R C uF ?===Ω? （3）缓冲二极管的选择 选用快速恢复二极管ERA34-10，参数为0.1A/1000V/0.15us 。 继电器RC 加吸收单元起到什么作用？ 接触器和继电器在断电时，线圈释放瞬间会产生一个浪涌脉冲，这个浪涌电压对某些敏感电子装置会有干扰，造成电子装置误动作或故障，因此在接触器和继电器线圈并联一个阻容吸收器来吸收这个脉冲。 一般安装吸收单元的接触器或继电器都是因为在他的同一电路中存在敏感电子电路，这些电路对浪涌脉冲比较敏感，所以这类电路中的接触器或继电器才加装吸收单元，吸收继电器线圈释放产生的脉冲和浪涌，避免电子电路的故障或误动作. RC 吸收回路的作用，一是为了对感性器件在电流瞬变时的自感电动势进行钳位，二是抑制电路中因dV/dt 对器件所引起的冲击，在感性负载中，开关器件关断的瞬间，如果此时感性负载的磁通不为零，根据愣次定律便会产生一个自感电动势，对外界辞放磁场储能，为简单起见，一般都采用RC 吸收回路，将这部份能量以热能的方式消耗掉。 设计RC 吸收回路参数，需要先确定磁场储能的大小，这分几种情况： 1、电机、继电器等，它的励磁电感与主回路串联，磁场储能需要全部由RC 回路处理，开关器件关断的瞬间，RC 回路的初始电流等于关断前的工作电流；
随着电力工业的迅猛发展，电力系统稳定安全供电重要性的增强，对提高系统的可靠性和安全性要求愈加严格。而操作过电压危害极大，在很大程度上影响着系统的稳定性、可靠性和安全性，因此必须开发、研制和生产出新的过电压保护装置以满足上述的需求。 ＺＲＮ２１型阻容过电压吸收器是我公司和西安高压电器研究所专家联合研制，是在ＺＲ10型及ＺＲ２０型基础上改进的最新研制、开发和生产的第二代高科技产品，并在国家高压电器质量监督检验中心，西安高压电器研究所高压电器实验室通过全部型式试验。该产品采用的是具有自愈功能的干式高压电容器，这种电容器是名副其实的“保护电容器”，其绝缘水平已完全达到了ＧＢ３１１.１－１９９７标准的要求。该产品能在温度上限、１.１５Ｕn和１.５ln下长期运行，在２Ｕn下连续运行４小时不出现闪络和击穿。在暂时过电压（包括工频电压升高、谐振过电压、单相接地短路和间歇性弧光接地过电压）下安全运行。 电容器外壳用ＤＭＣ压制而成，并选用优质、高性能的绝缘材料聚丙烯金属薄膜为固体介质，用阻燃的环氧树脂灌封制成的干式高压电容器。产品电性能稳定可靠，并配置散热性能良好的线编无感或金属氧化膜电阻器，使阻容过电压吸收器的性能和可靠性大大提高。 ＺＲＮ２１型阻容过电压吸收器，在实验室内经过反复过电压吸收性能试验表明，在施加标准雷电冲击电压时，经过阻容过电压吸收器吸收后，这个电压降得很低，一般不超过相对地电压的２倍（峰值）。另据广东电力２００３年８月４期刊登的“真空断路器投切并联电抗
器试验研究”一文现场试验提供的数据：断路器分闸时，在接入氧化锌避雷器时的电压为３.４８倍，而接入阻容过电压吸收时“最大过电压为１.８７倍”，“可见阻容装置有明显的限制过电压的功能”。因此该文章最后建议：“鉴于该过电压属于高频过电压，建议再加装阻容装置。该装置即可降低过电压幅度，也可降低过电压的频率”。由此可见，ＺＲＮ２１型阻容过电压吸收器是保护各种电器设备免遭操作过电压损坏的最理想、最有效的装置。 西安旭新电器有限公司 刘作栋
晶闸管阻容吸收回路 一、晶闸管两端并联RC阻容吸收电路的作用 在实际晶闸管电路中，常在其两端并联RC串联网络，该网络常称为RC阻容吸收电路。 晶闸管有一个重要特性参数－断态电压临界上升率dlv/dlt。它表明晶闸管在额定结温和门极断路条件下，使晶闸管从断态转入通态的最低电压上升率。若电压上升率过大，超过了晶闸管的电压上升率的值，则会在无门极信号的情况下开通。即使此时加于晶闸管的正向电压低于其阳极峰值电压，也可能发生这种情况。因为晶闸管可以看作是由三个PN结组成。 晶闸管处于阻断状态下，因各层相距很近，其J2结结面相当于一个电容C0。当晶闸管阳极电压变化时，便会有充电电流流过电容C0，并通过J3结，这个电流起了门极触发电流作用。如果晶闸管在关断时，阳极电压上升速度太快，则C0的充电电流越大，就有可能造成门极在没有触发信号的情况下，晶闸管误导通现象，即常说的硬开通，这是不允许的。因此，对加到晶闸管上的阳极电压上升率应有一定的限制。 为了限制电路电压上升率过大，确保晶闸管安全运行，常在晶闸管两端并联RC阻容吸收网络，利用电容两端电压不能突变的特性来限制电压上升率。因为电路总是存在电感的(变压器漏感或负载电感)，所以与电容C串联电阻R可起阻尼作用，它可以防止R、L、C电路在过渡过程中，因振荡在电容器两端出现的过电压损坏晶闸管。同时，避免电容器通过晶闸管放电电流过大，造成过电流而损坏晶闸管。 由于晶闸管过流过压能力很差，如果不采取可靠的保护措施是不能正常工作的。RC阻容吸收网络就是常用的保护方法之一。 二、晶闸管阻容吸收元件的选择 . 例：晶闸管是200A/1400V（KP200A）的，阻容电路该如何选择啊？ 结果：电阻：10欧姆，电容0.5微法电阻功率：P=F*C*Um*10^(-6)
阻容吸收回路通常过电压均具有较高的频率，因此常用电容作为吸收元件，为防止振荡，常加阻尼电阻，构成阻容吸收回路。阻容吸收回路可接在电路的交流侧、直流侧，或并接在晶闸管的阳极与阴极之间。 压敏电阻是以氧化锌为基体的金属氧化物非线性电阻，其结构为两个电极，电极之间填充的粒径为10~50μm的不规则的ZNO微结晶，结晶粒间是厚约1μm的氧化铋粒界层。这个粒界层在正常电压下呈高阻状态，只有很小的漏电流，其值小于100μA。当加上电压时，引起了电子雪崩，粒界层迅速变成低阻抗，电流迅速增加，泄漏了能量，抑制了过电压，从而使晶闸管得到保护。浪涌过后，粒界层又恢复为高阻态。收电路最好选用无感电容，接线应尽量短 由于压敏电阻的通流容量大，残压低，抑制过电压能力强；平时漏电流小，放电后不会有续流，元件的标称电压等级多，便于用户选择；伏安特性是对称的，可用于交、直流或正负浪涌；因此用途较广。。 过电压产生的原因主要是供给的电功率或系统的储能发生了激烈的变化，使得系统来不及转换，或者系统中原来积聚的电磁能量来不及消散而造成的。主要发现为雷击等外来冲击引起的过电压和开关的开闭引起的冲击电压两种类型。 （1）交流电源接通、断开产生的过电压例如，交流开关的开闭、交流侧熔断器的熔断等引起的过电压，这些过电压由于变压器绕组的分布电容、漏抗造成的谐振回路、电容分压等使过电压数值为正常值的2至10多倍。一般地，开闭速度越快过电压越高，在空载情况下断开回路将会有更高的过电压。 （2）直流侧产生的过电压如切断回路的电感较大或者切断时的电流值较大，都会产生比较大的过电压。这种情况常出现于切除负载、正在导通的晶闸管开路或是快速熔断器熔体烧断等原因引起 浪涌电流是指电网中出现的短时间象“浪”一样的高电压引起的大电流。当某些大容量的电气设备接通或断开时间，由于电网中存在电感，将在电网产生“浪涌电压”，从而引发浪涌电流.
6k V～10kV阻容吸收器使用说明书 上海益护电气科技有限公司 真空断路器、真空接触器操作时，合闸、开断电动机、电抗器和变压器等感性负载，容易产生截流过电压、多次重燃过电压以及三相同时开断过电压等。这类过电压的特点是：频率高（高达104 Hz106Hz）、陡度大，过电压幅值也就高，对感性设备的威胁很大。我公司最新研制的R C阻容吸收器采用无感可变电阻及优质聚丙烯金属化镀膜干式电容器，，能有效的抑制此类高频振荡过电压，降低频率，使高频振荡迅速衰减为低频振荡乃至接近工频的弱小振荡，从而降低了过电压幅值，具有保护效果优异、质量安全可靠等特点。是有效保护电气设备的绝缘免受上述高频振荡过电压损坏、安全正常运行的专用设备。 一产品特点 1）YHP-RC阻容吸收器为三相四极式结构，一字形排列成整体，直观、美观、轻巧、牢固、便于安装。 2）无触点自控式接入电网，动作电压稳定，分散性小、节能。 电阻元件采用非线性优异的可变电阻，系统正常工作时，它相当于绝缘体，使阻容吸收器与系统隔离，即电容不接入电网；当过电压幅值达某一设定值时，由于电阻的非线性特性其阻值变小，阻容吸收器自动接入电网，发挥它的保护作用。因此其显著特点是： ①即使多台使用也不会增加电网的接地电容性电流； ②系统正常工作情况下，流过阻容吸收器的电流极小，不大于30，节省能源。 3）电阻、电容元件密封于绝缘外壳和硅橡胶外套内，阻燃、防爆性能好。 4）阻容元件设计成全封闭、全绝缘结构，密封性能优。 5）非线性电阻通流容量大（热容量大4．4kj/kV），是一般阻容吸收器线性电阻热容量的几十倍。 6) 既保护相～相间的过电压又保护相～地之间的过电压对设备的危害，且可将相～相间的过电压和相～地之间的过电压幅值降到同一水平。 7）产品适用于柜内使用，吸收真空开关（断路器）开断时产生的高频振荡过电压，不能用于防雷，也不能用于长时间吸收系统高次谐波。与组合式避雷器并联使用，保护效果更佳。 二使用条件 正常使用条件 Ⅰ）按下列正常使用条件，适用于户内运行： 1.环境温度不高于+40℃，不低于-20℃； 2.海拔高度不超过1000m； 3.无太阳光的辐射； 4.电源的频率不小于48Hz，不大于62Hz； 5.长期施加在吸收器端子间的工频电压应不超过吸收器的额定电压； 6.地震烈度7度及以下地区； 7.相对湿度不大于90%（25℃）。
阻容吸收原理 为防止系统内部瞬间过电压冲击（主要为断路器、接触器开断产生的操作过电压）对重要电气设备的损伤，通行的做法是在靠近断路器或接触器位置安装氧化锌避雷器（MOA）或阻容吸收器进行冲击保护。比较两类产品性能上的优点，氧化锌产品的优点主要在能量吸收能力强，可以用于防雷电等大电流冲击；阻容吸收器的优点主要在于起始工作电压低，可有效吸收小电流冲击对设备的影响。 由于传统避雷器或阻容吸收器是单极式，一端接母排一端接地，虽可以有效吸收相对地过电压，但起不到相间过电压的保护作用。故近年来推广三相组合式过电压吸收器，将上述两类产品做成通过中性点再接地形式，以起到相间保护作用。（见附图） 10年来三相组合式过电压吸收器的推广实践显示，以非线性氧化锌电阻片元件为主的组合式产品整体事故率较低，事故主要在于个别厂家的个别批次产品生产工艺上的失误。严格执行相关标准的产品均能安全使用多年。相反，以薄膜电容元件为主的组合式阻容吸收器事故率较高，原因不明的电容器损坏事故时有发生。因此自2002年以后，主要的组合式阻容吸收器生产厂家均在其产品电容上串联间隙或其它元件将电容器从正常系统中隔离，以防止继续出现电容烧毁事故。对于此类问题，目前通行的解释是：由于电容器为频敏元件，对系统高频谐波敏感性高。一旦系统谐波比较严重，就将使电容频繁处于工作状态，无法有效散发能量，积累导致最终烧毁。这也是后来普遍装设间隙或其它隔离元件的理论依据。 但是，据此理论做出的组合式阻容吸收器，由于存在隔离装置，使小电流区域阻容吸收器较氧化锌型产品的性能优势有所降低；而在大电流区域阻容吸收器较氧化锌型产品又有先天上的不足。那么能不能做出一种既不牺牲性能又保障安全的组合式阻容吸收器？我们对此有全新的认识。 我公司长期生产氧化锌型限压产品和阻容吸收型产品，依据我们的实际经验，认为过去电容烧毁频频的主要原因，并不能完全归罪在谐波超标，而是其它问题。只要克服这个问题，就可以生产出一种无须隔离装置依然可以长期安全使用的组合式阻容吸收产品。使组合式阻容吸收器真正在性能上远远优于氧化锌类产品。 在讨论此之前，需要先明晰氧化锌类组合式产品A、B、C、E四个模块的常规配置方式。按照业内主要生产厂家的企标和今年刚通过审批的机械部部标，通行的配置方式如下： 电压值：相模块+地模块=普通MOA 其中相模块稍高于地模块，或在相模块中装设间隙。 通流值：组合式各模块均高于普通MOA 也就是说，在氧化锌电阻片的配置数量上，任意相模块+地模块=普通MOA；在氧化锌电阻片的能量吸收能力上，组合式产品优于普通MOA。 这里存在一个技术上的争议。普通MOA一端接母线，一端接地线，系统电压正常时其承受电压为相电压。组合式产品的这种配置，表面上看是假设相模块+地模块串联后一起承受相电压。然而事实上绝非如此简单。因为A、B、C三个相模块下部连为一体，相当于电阻星型连接。在系统电压稳定时，O点为标准的中性点，电位应为零（见附图）。我们刚才假设的相+地串联共同承受相电压的情况并不成立。实际的情况是系统正常时，零电位点在地模块的上端而非下端。相模块需要单独承受持续的相电压。我们知道，氧化锌电阻片两端承受
可控硅并联阻容吸收电路的选型与计算 为什么要在晶闸管两端并联阻容网络 一、在实际晶闸管电路中，常在其两端并联RC串联网络，该网络常称为RC阻容吸收电路。 我们知道，晶闸管有一个重要特性参数－断态电压临界上升率dlv/dlt。它表明晶闸管在额定结温和门极断路条件下，使晶闸管从断态转入通态的最低电压上升率。若电压上升率过大，超过了晶闸管的电压上升率的值，则会在无门极信号的情况下开通。即使此时加于晶闸管的正向电压低于其阳极峰值电压，也可能发生这种情况。因为晶闸管可以看作是由三个PN结组成。 在晶闸管处于阻断状态下，因各层相距很近，其J2结结面相当于一个电容C0。当晶闸管阳极电压变化时，便会有充电电流流过电容C0，并通过J3结，这个电流起了门极触发电流作用。如果晶闸管在关断时，阳极电压上升速度太快，则C0的充电电流越大，就有可能造成门极在没有触发信号的情况下，晶闸管误导通现象，即常说的硬开通，这是不允许的。因此，对加到晶闸管上的阳极电压上升率应有一定的限制。 为了限制电路电压上升率过大，确保晶闸管安全运行，常在晶闸管两端并联RC阻容吸收网络，利用电容两端电压不能突变的特性来限制电压上升率。因为电路总是存在电感的(变压器漏感或负载电感)，所以与电容C串联电阻R可起阻尼作用，它可以防止R、L、C电路在过渡过程中，因振荡在电容器两端出现的过电压损坏晶闸管。同时，避免电容器通过晶闸管放电电流过大，造成过电流而损坏晶闸管。 由于晶闸管过流过压能力很差，如果不采取可靠的保护措施是不能正常工作的。RC阻容吸收网络就是常用的保护方法之一。 二、整流晶闸管(可控硅)阻容吸收元件的选择 电容的选择 C=(2.5-5)×10的负8次方×If If=0.367Id Id-直流电流值 如果整流侧采用500A的晶闸管(可控硅) 可以计算C=(2.5-5)×10的负8次方×500=1.25-2.5mF 选用2.5mF，1kv 的电容器 电阻的选择： R=((2-4) ×535)/If=2.14-8.56 选择10欧 PR=(1.5×(pfv×2πfc)的平方×10的负12次方×R)2 Pfv=2u(1.5-2.0) u=三相电压的有效值 阻容吸收回路在实际应用中，RC的时间常数一般情况下取1~10毫秒。 小功率负载通常取2毫秒左右，R=220欧姆1W，C=0.01微法400~630V。
IGBT无损缓冲吸收电路设计 1 IGBT无损吸收网络 工作在硬开关方式下的IGBT，若不断地提高其工作频率会引起以下问题。 1）开关损耗大。开通时，开关器件的电流上升和电压下降同时进行；关断时，电压上升 和电流下降同时进行。电压、电流波形的交叠产生了开关损耗，该损耗随开关频率的提高 而急速增加。 2）感性关断电压尖峰大。当器件关断时，电路中的感性元件感应出尖峰电压。开关频率 愈高，关断愈快，该感应电压愈高。此电压加在开关器件两端，易造成IGBT模块击穿。3）容性开通电流尖峰大。当开关器件在很高的电压下开通时，储存在开关器件结电容中 的能量将以电流形式全部耗散在该器件内。频率愈高，开通电流尖峰愈大，从而会引起IGBT器件过热损坏。另外，二极管由导通变为截止时存在着反向恢复期，开关管在此期间的开通动作易产生很大的冲击电流。频率愈高，该冲击电流愈大，对器件的安全运行造成 危害。 4）电磁干扰严重。随着频率提高，电路中的di/dt和du/dt增大，从而使电磁干扰增大，影响变换器和周围电子设备的工作。 上述问题严重妨碍了开关器件工作频率的提高，降低变换器的效率，并危及开关器件的安 全可靠工作。近年来开展的软开关技术研究为克服上述缺陷提供了一条有效途径。软开关 工方式与硬开关工作方式不同，理想的零电流软关断过程是电流先降到零，电压再缓慢上 升到断态值，所以关断损耗近似为零。由于器件关断前电流已下降到零，解决了感性关断 问题。理想的零电压软开通过程是电压先降到零后，电流再缓慢上升到通态值，所以开通 损耗近似为零，器件结电容上的电压亦为零，解决了容性开通问题。同时，开通时二极管 反向恢复过程已经结束，因此二极管反向恢复问题亦不存往。di/dt和du/dt的降低使得EMI问题得以解决。 软开关技术实际上是利用电容与电感缓冲吸收原理，使开关器件中电流（或电压）按正弦 或准正弦规律变化。当电流过零时，使器件关断；当电压过零时，使器件开通-实现开关损耗为零。 软开关技术在改善功率开关器件工作状态方面效果明显，使电力变换器的高频化成为可能，提高了功率器件工作的可靠性和安全性，实现了开关器件的软开关，使开关器件的电压、 电流应力减小，在减小电力变换器的体积、重量以及降低电磁干扰方面效果明显。 1．缓冲吸收原理 缓冲电路（阻容吸收电路）主要用于抑制模块内部的IGBT单元的过电压和du/dt或者过 电流和di/dt，同时减小IGRT的开关损耗。由于缓冲电路所需的电阻、电容的功率、体积都较大，所以在IGBT模块内部并没有专门集成这部分电路，因此，在实际的系统中设有 缓冲电路，通过电容可把过电压的电磁能量变成静电能量储存起来，电阻可防止电容与电
阻容吸收器 过电压保护装置选型指南 前言 真空断路器、真空负荷开关、真空接触器、真空分断器和真空重合器（以下简称真空开关设备）因具有体积小、重量轻、高性能、高可靠性、维护检查方便、适合频繁操作等优点，因此迅速地占领了市场，在各个领域都得到了广泛的应用。 但是真空开关设备由于其灭弧能力特别强，因此在开断电动机、变压器、电炉变压器、电抗器和电容器等负载时容易引起截流、多次重燃和三相同步开断操作过电压。 随着稳定安全供电重要性的增强，对提高系统可靠性要求愈加严格。而操作过电压危害极大，在很大程度上影响着系统的稳定性和可靠性，因此了解操作过电压的产生、性质和特点，对正确选用过电压保护装置是十分重要的。 本文对操作过电压的产生、性质及特点以及如何正确选用过电压保护装置进行粗浅的分析，供设计和用户选型时参考，同时也热忱欢迎提出宝贵意见。 一、操作过电压的产生、性质和特点： 操作过电压是指真空开关设备在分、合闸时产生的高幅值、高频率的瞬间振荡电压。这个电压对运行着的各种电器设备危害极大，因此必须合理选用适当的过电压保护装置以降低乃至消除这个过电压。众所周知，真空灭弧室中的电弧是由从触头蒸发出的中性金属蒸汽中
的原子、离子和电子组成，它们由触头提供后，迅速地扩散到灭弧室中，冷却后附着在电弧屏蔽罩和触头的表面上。在电流自然零点附近及电流过零后，这些粒子的快速运动使得真空开关设备具有极高的绝缘恢复能力，但是随之也产生了极陡的截流现象和极高的高频灭弧能力。这是产生过电压的极其重要因素。此外，因这些粒子的产生源为触头，所以上述的各种特性还会很大程度上受触头材料特性的影响。 1、1截流过电压 真空灭弧室中的电弧的构成如前所述，在开断小电流（如空载变压器）时，在电流过零前后，这些粒子的供给量不足以补充扩散量，这时电弧变得极难维持，使电流变得极不稳定，在某一电流值（不同触头材料特性决定的电流值）以下时，在电流自然过零点之前电流就被开断，这就是截流现象。 在忽略电动机、变压器等电器设备的损耗时，开关设备K中流过电感L的电流I在I0处被截断，因电感L中的电流不能突变，所以积蓄在L中的的电磁能向电容器C充电，在C的端子上产生了所谓的截流过电压。负荷侧的等效回路如下图： L-负荷的等效电感 c-负荷侧的等效电容 e-截流时电源的电压
阻容吸收器阻容参数的简单计算 阻容吸收器是一个频敏元件，不同于压敏元件（如避雷器）。其可以看作一个典型的串联RC 保护电路，R、C、L同时起作用。 一、电容选值 操作过电压，其实质是开关断开时产生的电磁能量震荡过程。在回路中没有保护器存在时，总电容值很小，导致震荡频率f很高。电容的引入，可以大大提高回路总电容值，降低震荡频率。最佳的效果应是降低频率正好到工频（50Hz），基本计算公式如下： f=ω/2π （1） ω=（1/LC－（R/2L）2）1/2 （2） 由于每个电路的初始L和C都不同，最佳值是不可能得到的。只能依据真空断路器大致的情况进行经验比较。根据多年运行经验，取电容0.1μF时，一般可以将f限制在150Hz以下，因此0.1就成为一个比较通用的值。理论上讲，若对具体电路可以做到精确测算，容量再大些对保护效果会更好（这就是有些地方用0.2或0.15的原因），但若没有精确测算，导致f 太小将造成副作用。 二、电阻选值 R是一个阻尼元件，一方面对震荡频率有影响，一方面对电容器保护有利。 对震荡频率的影响可以参考上面的公式（2），R不应小于其临界值2（L/C）1/2，否则对降低频率不利。所以存在电阻值不应小于100Ω的说法。R值高同样有利于保护电容本身安全，防止电容过载烧毁。故一般高安全性的阻容吸收装置，都适当的增大了R的值（一般最高做到400Ω）。但是R值如果太大，将大大提高时间常数，导致暂态时间延长，不利于保护的高效性。 所以我们希望R能够是一个压敏元件，在低压下电阻尽可能大，以保护电容；在高压下达到百欧姆级，以利于工作。自控式阻容吸收器的最主要改革就在于此。而且这样改革后，额外的起到了限制正常电压下阻容吸收器接地电流的作用，不会造成以往出现的阻容吸收器接地电流引发系统误判断的问题，简化了整体设计。 为什么要在晶闸管两端并联阻容网络 一、在实际晶闸管电路中，常在其两端并联RC串联网络，该网络常称为RC阻容吸收电路。 我们知道，晶闸管有一个重要特性参数－断态电压临界上升率dlv/dlt。它表明晶闸管在额定结温和门极断路条件下，使晶闸管从断态转入通态的最低电压上升率。若电压上升率过大，超过了晶闸管的电压上升率的值，则会在无门极信号的情况下开通。即使此时加于晶闸管的正向电压低于其阳极峰值电压，也可能发生这种情况。因为晶闸管可以看作是由三个PN结组成。 在晶闸管处于阻断状态下，因各层相距很近，其J2结结面相当于一个电容C0。当晶闸管阳极电压变化时，便会有充电电流流过电容C0，并通过J3结，这个电流起了门极触发电流作用。如果晶闸管在关断时，阳极电压上升速度太快，则C0的充电电流越大，就有可能造成门极在没有触发信号的情况下，晶闸管误导通现象，即常说的硬开通，这是不允许的。因此，对加到晶闸管上的阳极电压上升率应有一定的限制。 为了限制电路电压上升率过大，确保晶闸管安全运行，常在晶闸管两端并联RC 阻容吸收网络，利用电容两端电压不能突变的特性来限制电压上升率。因为电路总是存在电感的(变压器漏感或负载电感)，所以与电容C串联电阻R可起阻尼作用，它可以防止R、L、C电路在过渡过程中，因振荡在电容器两端出现的过电压损坏晶闸管。同时，避免电容器通过晶闸管放电电流过大，造成过电流而损坏晶闸管。 由于晶闸管过流过压能力很差，如果不采取可靠的保护措施是不能正常工作的。RC阻容吸收网络就是常用的保护方法之一。
电容降压的工作原理并不复杂。他的 工作原理是利用电容在一定的交流信号频率下产生的容抗来限制最大工作电流。例如,在50Hz的工频条件下,一个1uF的电容所产生的容抗约为3180欧姆。当220V的的交流电压加在电容器的两端,则流过电容的最大电流约为70mA。虽然流过电容的电流有70mA,但在电容器上并不产生功耗，因为如果电容是一个理想电容,则流过电容的电流为虚部电流,它所作的功为无功功率。根据这个特点,我们如果在一个1uF的电容器上再串联一个阻性元件,则阻性元件两端所得到的电压和它所产生的功耗完全取决于这个阻性元件的特性。例如,我们将一个110V/8W的灯泡与一个1uF的电容串联,在接到220V/50Hz的交流电压上,灯泡被点亮,发出正常的亮度而不会被烧毁。因为110V/8W的灯泡所需的电流为8W/110V=72mA,它与1uF电容所产生的限流特性相吻合。同理,我们也可以将5W/65V的灯泡与1uF电容串联接到220V/50Hz的交流电上,灯泡同样会被点亮,而不会被烧毁。因为5W/65V的灯泡的工作电流也约为70mA。因此,电容降压实际上是利用容抗限流。而电容器实际上起到一个限制电流和动态分配电容器和负载两端电压的角色。 LED节能灯电路原理图 P 图1是一款LED灯杯的实用电路图,该灯使用220V电源供电,220V交流电经C1降压电容降压后经全桥整流再通过C2滤波后经限流电阻R3给串联的38颗LED提供恒流电源.LED的额定电流为20mA,但是我们在制作节能灯的时候要考虑很多方面的因素对LED的影响,包括光衰和发热的问题,我们在做这种灯的时候因为LED的安装密度比较高,热量不容易散出,LED的温度对光衰和寿命影响很大,如果散热不好很容
晶闸管可控硅阻容吸收 元件的选择 TPMK standardization office【 TPMK5AB- TPMK08- TPMK2C- TPMK18】
一、晶闸管(可控硅)两端为什么并联电阻和电容在实际晶闸管(可控硅)电路中，常在其两端并联RC串联网络，该网络常称为RC阻容吸收电路。 我们知道，晶闸管(可控硅)有一个重要特性参数－断态电压临界上升率dlv/dlt。它表明晶闸管(可控硅)在额定结温和门极断路条件下，使晶闸管(可控硅)从断态转入通态的最低电压上升率。若电压上升率过大，超过了晶闸管(可控硅)的电压上升率的值，则会在无门极信号的情况下开通。即使此时加于晶闸管(可控硅)的正向电压低于其阳极峰值电压，也可能发生这种情况。因为晶闸管(可控硅)可以看作是由三个PN 结组成。 在晶闸管(可控硅)处于阻断状态下，因各层相距很近，其J2结结面相当于一个电容C0。当晶闸管(可控硅)阳极电压变化时，便会有充电电流流过电容C0，并通过J3结，这个电流起了门极触发电流作用。如果晶闸管(可控硅)在关断时，阳极电压上升速度太快，则C0的充电电流越大，就有可能造成门极在没有触发信号的情况下，晶闸管(可控硅)误导通现象，即常说的硬开通，这是不允许的。因此，对加到晶闸管(可控硅)上的阳极电压上升率应有一定的限制。 为了限制电路电压上升率过大，确保晶闸管(可控硅)安全运行，常在晶闸管(可控硅)两端并联RC阻容吸收网络，利用电容两端电压不能突变的特性来限制电压上升率。因为电路总是存在电感的(变压器漏感或负载电感)，所以与电容C串联电阻R可起阻尼作用，它可以防止R、L、C电路在过渡过程中，因振荡在电容器两端出现的过电压损坏晶闸管(可控硅)。同时，避免电容器通过晶闸管(可控硅)放电电流过大，造成过电流而损坏晶闸管(可控硅)。
?RC吸收电路也叫RC缓冲电路，它是电阻Rs与电容Cs串联，并与开关并联连接的电路结构。用于改进电力电子器件开通和关断时刻所承受的电压、电流波形。 目录 ?RC吸收电路的原理 ?RC吸收电路的作用 ?RC吸收电路的原件选择 RC吸收电路的原理 ?若开关断开，蓄积在寄生电感中能量对开关的寄生电容充电的同时，通过吸收电阻对吸收电容充电。由于吸收电阻作用，阻抗变大，那么，吸收电容也等效地增加了开关的并联电容容量，为此，抑制开关断开的电压浪涌。开关接通时，吸收电容通过开关放电，其放电电流被吸收电阻所限制。 RC吸收电路的作用 ?为了限制电路电压上升率过大，确保晶闸管安全运行，常在晶闸管两端并联RC阻容吸收网络，利用电容两端电压不能突变的特性来限制电压上升率。因为电路总是存在电感的(变压器漏感或负载电感)，所以与电容C串联电阻R可起阻尼作用，它可以防止R、L、C电路在过渡过程中，因振荡在电容器两端出现的过电压损坏晶闸管。同时，避免电容器通过晶闸管放电电流过大，造成过电流而损坏晶闸管。 由于晶闸管过流过压能力很差，如果不采取可靠的保护措施是不能正常工作的。RC阻容吸收网络就是常用的保护方法之一。 RC吸收电路的原件选择 ?电容的选择 C=(2.5-5)×10的负8次方×If If=0.367Id Id-直流电流值 如果整流侧采用500A的晶闸管(可控硅) 可以计算C=(2.5-5)×10的负8次方×500=1.25-2.5mF 选用2.5mF，1kv 的电容器
电阻的选择： R=((2-4) ×535)If=2.14-8.56 选择10欧 PR=(1.5×(pfv×2πfc)的平方×10的负12次方×R)2 Pfv=2u(1.5-2.0) u=三相电压的有效值 阻容吸收回路在实际应用中，RC的时间常数一般情况下取1~10毫秒。 小功率负载通常取2毫秒左右，R=220欧姆1W，C=0.01微法400~630V。 大功率负载通常取10毫秒，R=10欧姆10W，C=1微法630~1000V。 R的选取：小功率选金属膜或RX21线绕或水泥电阻；大功率选RX21线绕或水泥电阻。 C的选取：CBB系列相应耐压的无极性电容器。 看保护对象来区分：接触器线圈的阻尼吸收和小于10A电流的可控硅的阻尼吸收列入小功率范畴；接触器触点和大于10A以上的可控硅的阻尼吸收列入大功率范畴。
什么情况下要用避雷器？使用时应注意什么问题？以及避雷器的选择原理是什么？什么情况下用配电（S）型、电站（Z）型、电容（R）型、电机（D）型、低压、线路型避雷器？ 避雷器实际上是一种过电压保护装置，常见的过电压有两种：一是外部过电压，即雷击引起；二是内部过电压，即由内部系统的开关分、合引起的操作过电压。 真空断路器的固有特性决定了其开断时有截流值，而截流值所产生的操作过电压较大，一般可达2~3倍额定电压，如果不加以抑制，将损坏用电设备。因此，在使用真空断路器的情况下，都需要加装抑制操作过电压装置。目前这种装置有两种：一是氧化锌避雷器，另一种是阻容吸收装置。 氧化锌避雷器由于其非线性特性较好，同时对雷电过电压兼有保护作用，是近十多年来用得较多的一种过电压保护装置。阻容吸收装置因体积较大、功能单一，电容易击穿或发热而逐渐被弃用。但由于其电容电压不能突变，因而在抑制操作过电压的上升陡度方面比氧化锌避雷器略好些。 这两种过电压保护元件，主要都是抑制系统内的操作过电压，因此应安装在真空断路器的负载端。
由于氧化锌避雷器按照其功能可以分为多种型号，因此对于不同负载应选用不同保护功能的避雷器。简单地说即是根椐保护对象的类型，选择针对该对象的避雷器。 例如：保护对象是高压电动机，就选择带D的避雷器，是馈电线路，就选用带S的避雷器，带Z的为电站型，一般装于母线的PT柜上，它不是用于抑制真空开关的操作过电压。对于电源进线一般选用带S型。低压避雷器选择与高压基本相似，但浪涌保护器主要用于带有计算机或要求较高的场合。 如上所述，通常真空开关因截流必有操作过电压，有操作过电压就要有过电压保护装置，因负载不一样，需选择与其相适应的避雷器配合，即结论如下： 1、有真空断路器，必配避雷器（或过电压保护装置）。 2、负载不一样，则按负载对象配适应的避雷器。 3、避雷器和阻容吸收器对系统产生的谐振过电压，以及高次谐波产生的过电压保护效果不好，因为这些过电压不是瞬态的而是持续长时间存在的，能量也较大，极易造成上述两种过电压元件的损坏。 4、谐振过电压及高次谐波产生的过电压应通过另外的渠道解决。 为什么阻容吸收器不能解决系统过电压问题？
阻容吸收原理 为防止系统部瞬间过电压冲击（主要为断路器、接触器开断产生的操作过电压）对重要电气设备的损伤，通行的做法是在靠近断路器或接触器位置安装氧化锌避雷器（MOA）或阻容吸收器进行冲击保护。比较两类产品性能上的优点，氧化锌产品的优点主要在能量吸收能力强，可以用于防雷电等大电流冲击；阻容吸收器的优点主要在于起始工作电压低，可有效吸收小电流冲击对设备的影响。 由于传统避雷器或阻容吸收器是单极式，一端接母排一端接地，虽可以有效吸收相对地过电压，但起不到相间过电压的保护作用。故近年来推广三相组合式过电压吸收器，将上述两类产品做成通过中性点再接地形式，以起到相间保护作用。（见附图） 10年来三相组合式过电压吸收器的推广实践显示，以非线性氧化锌电阻片元件为主的组合式产品整体事故率较低，事故主要在于个别厂家的个别批次产品生产工艺上的失误。严格执行相关标准的产品均能安全使用多年。相反，以薄膜电容元件为主的组合式阻容吸收器事故率较高，原因不明的电容器损坏事故时有发生。因此自2002年以后，主要的组合式阻容吸收器生产厂家均在其产品电容上串联间隙或其它元件将电容器从正常系统中隔离，以防止继续出现电容烧毁事故。对于此类问题，目前通行的解释是：由于电容器为频敏元件，对系统高频谐波敏感性高。一旦系统谐波比较严重，就将使电容频繁处于工作状态，无法有效散发能量，积累导致最终烧毁。这也是后来普遍装设间隙或其它隔离元件的理论依据。 但是，据此理论做出的组合式阻容吸收器，由于存在隔离装置，使小电流区域阻容吸收器较氧化锌型产品的性能优势有所降低；而在大电流区域阻容吸收器较氧化锌型产品又有先天上的不足。那么能不能做出一种既不牺牲性能又保障安全的组合式阻容吸收器？我们对此有全新的认识。 我公司长期生产氧化锌型限压产品和阻容吸收型产品，依据我们的实际经验，认为过去电容烧毁频频的主要原因，并不能完全归罪在谐波超标，而是其它问题。只要克服这个问题，就可以生产出一种无须隔离装置依然可以长期安全使用的组合式阻容吸收产品。使组合式阻容吸收器真正在性能上远远优于氧化锌类产品。 在讨论此之前，需要先明晰氧化锌类组合式产品A、B、C、E四个模块的常规配置方式。按照业主要生产厂家的企标和今年刚通过审批的机械部部标，通行的配置方式如下： 电压值：相模块+地模块=普通MOA 其中相模块稍高于地模块，或在相模块中装设间隙。 通流值：组合式各模块均高于普通MOA 也就是说，在氧化锌电阻片的配置数量上，任意相模块+地模块=普通MOA；在氧化锌电阻片的能量吸收能力上，组合式产品优于普通MOA。 这里存在一个技术上的争议。普通MOA一端接母线，一端接地线，系统电压正常时其承受电压为相电压。组合式产品的这种配置，表面上看是假设相模块+地模块串联后一起承受相电压。然而事实上绝非如此简单。因为A、B、C三个相模块下部连为一体，相当于电阻星型连接。在系统电压稳定时，O点为标准的中性点，电位应为零（见附图）。我们刚才假设的相+地串联共同承受相电压的情况并不成立。实际的情况是系统正常时，零电位点在地模块的上端而非下端。相模块需要单独承受持续的相电压。我们知道，氧化锌电阻片两端承受
阻容吸收 用于吸收和消耗电路断开时感性负载产生的自感电动势,可防止烧坏开关触头 优点：它可有效抑制操作过电压的瞬间振荡和高频电流，使过电压的波形变缓，陡度和幅值降低，再加上电阻的阻尼作用，使高频振荡迅速衰减。 缺点：电容器耐压很难达到标准要求，阻容过电压吸收器因为其对过电压响应速度非常快，还没来得及动作时过电压已经降到保护器（避雷器）的动作电压以下，其结果是保护器（避雷器）很难起作用。 2005年后开发的ZR20型阻容吸收器采用干式高压电容，耐压绝对达到了系统要求。具有自愈功能的干式高压电容器、这种电容器是名副其实的“保护电容器”其绝缘水平完全达到了GB311.1Un和1. 5Ln下长期运行、在2Un下连接运行4小时不出现闪络和击穿。在暂时电压（包括工频电压升高、谐振过电压、单相接地短路和间歇性）弧光接地过电压下安全运行。 [2]阻容吸收器是一个频敏元件，不同于压敏元件（如[1]避雷器）。其可以看作一个典型的串联RC 保护电路，R、C、L同时起作用。 真空开关开断产生的操作过电压，专用的保护设备是阻容吸收器（又称ＲＣ保护器）。在美日等发达国家，真空开关与阻容吸收器的配套，是比较常见的使用方式。由于我国中压（3～66kＶ）电网的一些特殊性，过去进口的阻容吸收装置和采用国外标准生产的国产阻容吸收器，均无法适应我国的实际情况，经常出现原因不明的损坏事故。这导致了该产品在国内的发展速度远远落后于真空开关。 但进入2002年以后，随着中压系统的阻容保护理论上的完善，找到了出现问题的关键因素。目前国内电网用阻容吸收器，采用正确配合原则生产的，均彻底摆脱了事故的困扰，安全性大大提高，使该产品焕发了强大的生命力。 本产品为高频震荡吸收装置，响应快，小电流响应好，与真空放电管达到了理想配合。不向电网提供附加接地电容电流，设计使用方便。采用四星型三相组合式接法，满足我国电网的实际情况，相间保护能力强。干式设计，安全耐用，紧凑美观。
晶闸管(可控硅)阻容吸收元件的选择 一、晶闸管(可控硅)两端为什么并联电阻和电容在实际晶闸管(可控硅)电路中，常在其两端并联RC串联网络，该网络常称为RC阻容吸收电路。 我们知道，晶闸管(可控硅)有一个重要特性参数－断态电压临界上升率dlv/dlt。它表明晶闸管(可控硅)在额定结温和门极断路条件下，使晶闸管(可控硅)从断态转入通态的最低电压上升率。若电压上升率过大，超过了晶闸管(可控硅)的电压上升率的值，则会在无门极信号的情况下开通。即使此时加于晶闸管(可控硅)的正向电压低于其阳极峰值电压，也可能发生这种情况。因为晶闸管(可控硅)可以看作是由三个PN结组成。 在晶闸管(可控硅)处于阻断状态下，因各层相距很近，其J2结结面相当于一个电容C0。当晶闸管(可控硅)阳极电压变化时，便会有充电电流流过电容C0，并通过J3结，这个电流起了门极触发电流作用。如果晶闸管(可控硅)在关断时，阳极电压上升速度太快，则C0的充电电流越大，就有可能造成门极在没有触发信号的情况下，晶闸管(可控硅)误导通现象，即常说的硬开通，这是不允许的。因此，对加到晶闸管(可控硅)上的阳极电压上升率应有一定的限制。 为了限制电路电压上升率过大，确保晶闸管(可控硅)安全运行，常在晶闸管(可控硅)两端并联RC阻容吸收网络，利用电容两端电压不能突变的特性来限制电压上升率。因为电路总是存在电感的(变压器漏感或负载电感)，所以与电容C 串联电阻R可起阻尼作用，它可以防止R、L、C电路在过渡过程中，因振荡在电容器两端出现的过电压损坏晶闸管(可控硅)。同时，避免电容器通过晶闸管(可控硅)放电电流过大，造成过电流而损坏晶闸管(可控硅)。 由于晶闸管(可控硅)过流过压能力很差，如果不采取可靠的保护措施是不能正常工作的。RC阻容吸收网络就是常用的保护方法之一。
缓冲电路(独立运行光伏发电系统功率控制研究-----内蒙古工业大学硕士论文) 开关管开通与关断理论上都就是瞬间完成的,但实际情况开关管关断时刻下降的电流与上升的电压有重叠时间,所以会有较大的关断损耗。为了使IGBT 关断过程电压能够得到有效的抑制并减小关断损耗,通常都需要给IGBT 主电路设置关断缓冲电路。通常情况下,在设计关于IGBT 的缓冲电路时要综合考虑从IGBT 应用的主电路结构、器件容量以及要满足主电路各种技术指标所要求的IGBT 开通特性、关断特性等因素。 选用RCD 缓冲电路,结构如图4-5所示。 对缓冲电路的要求:尽量减小主电路的电感;电容应采用低感吸收电容;二极管应选用快开通与快速恢复二极管,以免产生开通过电压与反向恢复引起较大的振荡过电压。 (1)缓冲电容的计算 ()500.850.5184 ce s r f ce I C t t uF V =+=?= (2)缓冲电阻的计算 0.55029.4330.283on s s t us R C uF ?===Ω? (3)缓冲二极管的选择 选用快速恢复二极管ERA34-10,参数为0、1A/1000V/0、15us 。 继电器RC 加吸收单元起到什么作用？ 接触器与继电器在断电时,线圈释放瞬间会产生一个浪涌脉冲,这个浪涌电压对某些敏感电子装置会有干扰,造成电子装置误动作或故障,因此在接触器与继电器线圈并联一个阻容吸收器来吸收这个脉冲。 一般安装吸收单元的接触器或继电器都就是因为在她的同一电路中存在敏感电子电路,这些电路对浪涌脉冲比较敏感,所以这类电路中的接触器或继电器才加装吸收单元,吸收继电器线圈释放产生的脉冲与浪涌,避免电子电路的故障或误
RC吸收电路参数计算 一、在实际晶闸管电路中，常在其两端并联RC串联网络，该网络常称为RC阻容吸收电路。 我们知道，晶闸管有一个重要特性参数－断态电压临界上升率dlv/dlt。它表明晶闸管在额定结温和门极断路条件下，使晶闸管从断态转入通态的最低电压上升率。若电压上升率过大，超过了晶闸管的电压上升率的值，则会在无门极信号的情况下开通。即使此时加于晶闸管的正向电压低于其阳极峰值电压，也可能发生这种情况。因为晶闸管可以看作是由三个PN结组成。 在晶闸管处于阻断状态下，因各层相距很近，其J2结结面相当于一个电容C0。当晶闸管阳极电压变化时，便会有充电电流流过电容C0，并通过J3结，这个电流起了门极触发电流作用。如果晶闸管在关断时，阳极电压上升速度太快，则C0的充电电流越大，就有可能造成门极在没有触发信号的情况下，晶闸管误导通现象，即常说的硬开通，这是不允许的。因此，对加到晶闸管上的阳极电压上升率应有一定的限制。 为了限制电路电压上升率过大，确保晶闸管安全运行，常在晶闸管两端并联RC阻容吸收网络，利用电容两端电压不能突变的特性来限制电压上升率。因为电路总是存在电感的(变压器漏感或负载电感)，所以与电容C串联电阻R可起阻尼作用，它可以防止R、L、C 电路在过渡过程中，因振荡在电容器两端出现的过电压损坏晶闸管。同时，避免电容器通过晶闸管放电电流过大，造成过电流而损坏晶闸管。 由于晶闸管过流过压能力很差，如果不采取可靠的保护措施是不能正常工作的。RC阻容吸收网络就是常用的保护方法之一。三维网技术论坛, l; l2 m8 w, w# e+ L4 E% g 二、整流晶闸管(可控硅)阻容吸收元件的选择 电容的选择 5 g9 g- D1 Y5 M4 M: O+ k* H# Z$ J# r C=(2.5-5)×10的负8次方×If If=0.367Id Id-直流电流值三维网技术论坛 _6 j7 U6 b2 U; ?" n& z 如果整流侧采用500A的晶闸管(可控硅) 可以计算C=(2.5-5)×10的负8次方×500=https://www.doczj.com/doc/cf12124466.html,5 s& B) \) D/ B/ g4 M9 S 选用2.5mF，1kv 的电容器 电阻的选择：https://www.doczj.com/doc/cf12124466.html,* M0 t1 S5 O- l" B9 S. V2 O R=((2-4) ×535)If=2.14-8.56 选择10欧 PR=(1.5×(pfv×2πfc)的平方×10的负12次方×R)2 Pfv=2u(1.5-2.0) u=三相电压的有效值 阻容吸收回路在实际应用中，RC的时间常数一般情况下取1~10毫秒。 小功率负载通常取2毫秒左右，R=220欧姆1W，C=0.01微法400~630V。三维网技术论坛$ Q3 s8 O' r+ H N1 p 大功率负载通常取10毫秒，R=10欧姆10W，C=1微法630~1000V。