开关特性
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晶闸管的特点
晶闸管的特点:
1、开关特性:晶闸管具有较强的开关特性,即在小输入电流和很小的电压差下,可在微秒级别内容直接承担大于千瓦的负载,承担功率器件特点,性能比开关管表现更好。
2、稳定性:晶闸管具有良好的稳定性,无需外接电容就可以达到高稳定性,并且在保证稳定性情况下,能够承担大于千瓦的电流负载,因此晶闸管在电源调节器技术中得到了广泛的应用。
3、受控特性:极小的控制和驱动电流,可以在测量微小的电压差的条件下控制强大的负载系统,可直接把小功率的输入电流转换成大功率的交流输出,这也是晶闸管作为集中系统控制器的重要原因之一。
4、阻断能力:晶闸管具有很强的阻断能力,即在小电流和很小的电压差下,可以在微秒级别直接承担大于千瓦的负载,可阻断高压和大电流模型,安全可靠。
5、散热特性:晶闸管具有良好的散热性能,在小电流情况下它的尖峰散热强度大于硅发射管;而当它的电流大于一定的阈值的时候,其热损失可大大降低,这有助于提高系统效率并延长其使用寿命。
6、反应速度:晶闸管的反应速度比普通硅发射管要快,可以在微秒级别内,控制一个大于千瓦的负载,这样就可以有效地防止因负载高速切换而带来的损耗和影响,是电源技术的重要元件。
7、安全性:晶闸管由于其结构安全性能稳定,多数电路结构中使用它作为保护元件,以降低系统停电率,改善系统的安全性能,保护系统的安全运行。
开关特性测试原理
开关特性测试是指对一种开关元器件进行测试,以验证开关的各种参数和特性是否符合设计要求。
其原理包括以下几个方面:
1. 接口测试:在开关的输入接口上施加电信号,并观察输出端口的响应。
通过改变输入信号的频率、幅度、波形等参数,可以测试开关的频率响应、动态范围、线性度等特性。
2. 隔离性测试:通过在开关的输入端口施加高电压、高电流等干扰信号,以测试开关的隔离能力。
同时,还可以观察开关在隔离信号作用下是否发生漏电、击穿等异常现象。
3. 结构测试:对开关的内部结构进行检查,包括观察接触电阻、触点间距、触点材料等。
通过测量接触电阻可以评估开关的导通性能,而观察触点间距可以评估开关的断开性能。
4. 寿命测试:对开关进行长时间工作测试,以评估其寿命和可靠性。
通过不断开关输入信号,并观察开关的响应和性能变化,可以推测开关的寿命和抗疲劳能力。
5. 温度测试:通过在不同温度条件下对开关进行测试,评估开关的温度特性。
可以观察开关在不同温度下的导通电阻、断开电阻、触点压降等参数的变化情况,来判断开关的温度稳定性和适应能力。
综上所述,开关特性测试通过多种手段来验证开关的性能和特性,以保证其在实际应用中的可靠性和稳定性。
在测试过程中,
需要根据具体的开关类型和设计要求,选择合适的测试方法和参数,以获得准确可靠的测试结果。
晶体管伏安特性与开关特性图文说明1. 晶体管伏安特性曲线⑴输入特性曲线输入特性曲线是指当集电极与发射极之间电压U CE 为常数时, 输入回路中加在晶体管基极与发射极之间的发射结电压u BE 和基极电流i B 之间的关系曲线,如图2.7所示。
用函数关系式表示为:常数==CE BE B u u f i |)(⑵输出特性曲线输出特性曲线是在基极电流i B 一定的情况下,晶体管的集电极输出回路中,集电极与发射极之间的管压降u CE 和集电极电流i C 之间的关系曲线,如图2.8所示。
用函数式表示为常数==B CE C i u f i |)(图2.7 晶体管的输入特性曲线 图2.7输出特性曲线①截止区习惯上把i B ≤0的区域称为截止区,即i B =0的输出特性曲线和横坐标轴之间的区域。
若要使i B ≤0,晶体管的发射结就必须在死区以内或反偏,为了使晶体管能够可靠截止,通常给晶体管的发射结加反偏电压。
②放大区在这个区域内,发射结正偏,集电结反偏i C 与i B 之间满足电流分配关系i C =βi B +I CEO , 输出特性曲线近似为水平线。
③饱和区如果发射结正偏时,出现管压降u CE <0.7V (对于硅管来说),也就是u CB <0 的情况,称晶体管进入饱和区。
所以饱和区的发射结和集电结均处于正偏状态。
饱和区中的i B 对i C 的影响较小,放大区的β也不再适用于饱和区。
2.晶体管的开关特性从上述可知,当U C >U B >U E 时,三极管集的电极电流与基极电流成C B I I β=关系,而且调整RX1电阻(集电极电阻),使U CE 从0-5V 变化,此时的I C 值已最大。
即:当U C >U B >U E 时,集电极电流I C 最大值。
所谓晶体管的开关特性是指,当U C >U B >U E 时,集电极到发射极相当于有大电流流过,U CE =0V ,电源电压全部作用于集电极电阻上;当U C >U B =U E 时(或U C >U E >U B )时,集电极无电流流过,即I C =0A ,相当于晶体管的集电极与发射极断开,U CE 等于电源电压。
15n65场效应管参数
15N65场效应管是一种N沟道MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管),通常用于功率放大器和开关电路。
以下是关于15N65场效应管的一些参数:
1. 额定参数:
额定电压(Vds),15V.
额定电流(Id),65A.
额定功率(Pd),通常在100W以上。
2. 开关特性:
开关速度,15N65场效应管具有较快的开关速度,适用于高频开关电路。
阻抗,低导通电阻和高关断电阻,有利于减小开关损耗。
3. 热特性:
热阻,15N65场效应管的热阻较低,有助于散热和提高功率密度。
工作温度范围,通常在-55°C 到150°C之间。
4. 封装类型:
15N65场效应管通常采用TO-220或TO-247等功率型封装,便于安装和散热。
5. 其他特性:
输入电容,场效应管的输入电容较小,有利于降低驱动电路的功耗。
管脚布局,通常包括栅极(Gate)、漏极(Drain)和源极(Source)等管脚。
总的来说,15N65场效应管是一种适用于高功率、高频率开关
电路的器件,具有较大的额定电流和较低的导通电阻,同时需要注意散热和驱动电路设计,以确保其稳定可靠的工作。
3.2.1三极管开关特性1、静态开关特性在数字电路中,三极管是作为一个开关来使用的,它不允许工作在放大状态,而只能工作在饱和导通状态(又称饱和状态)或截止状态。
请看下面的分析。
(1)、截止当输入时,基射间的电压小于其门限电压Uth(0.5V),三极管截止,电流≈0,电流≈0,输出=≈VCC,这时,三极管工作在上图中的A点。
为了使三极管能可靠截止,应使发射结处于反偏,因此,三极管的可靠截止条件为: 。
三极管截止时,E、B、C三个极互为开路。
(2)、饱和当输入时,使三极管工作在临界饱和状态,如上图中的S点。
在该点上:因此,三极管饱和条件为:当三极管饱和时,达到最大;达到最小。
C、B、E为连通。
2、动态开关特性三极管工作在开关状态时,其内部电荷的建立C 的变化总是滞后于输入电这说明三极管由截止变为饱和或由饱和变为截止都需要一定的正跳发射区开始向基区扩散电子,并形成基极。
同时基区积累的电子流向集电区形成集电。
随着基区积累不断增大,三这时,基区内存储电荷更多,三极管饱正跳C所需的时间称为开正跳3、抗饱和三极管三极管饱和越深,开关速度越低。
因此,要提高电路的开关速度,就必须使三极管工作在浅饱和状态,减少存储电荷的消散时间,为此,需要采用抗饱和三极管。
在普通双极型三极管的基极B和集电极C之间并接一个肖特基势垒二极管(简称SBD)便构成了抗饱和三极管,由于SBD的开启电压只有0.3V,其正向压降约为0.4V,它远比普通硅二极管0.7V的正向压降小得多。
因此,当三极管进入饱和状态时,其集电结为正偏。
这时,SBD导通,使B、C极间的电压被钳在0.4V上,并分流部分基极电流,从而使三极管工作在浅饱和状态。
开关特性仿真实验报告实验目的:掌握开关特性仿真实验的基本方法,了解开关的基本特性参数及其对电路性能的影响。
实验仪器:- 电脑- 仿真软件(如Multisim、PSpice等)实验内容:1. 开关特性的定义:开关是一种用来控制电路开闭的装置,常见的开关有按键开关、切换开关、继电器等。
开关特性是描述开关方式在电路中的变化规律,主要包括导通状态和截断状态。
导通状态下,开关相当于一条导线;截断状态下,开关相当于一条断路。
2. 开关特性的参数:- ON电阻(RON):导通状态下开关两个端口之间的电阻。
RON值越小,则导通状态时电流通过开关的电压降越小,效果越好。
- OFF电阻(ROFF):截断状态下开关两个端口之间的电阻。
ROFF值越大,则截断状态时电流泄露的效果越好。
- 开关响应时间(tSW):开关状态由导通到截断(或由截断到导通)所需的时间。
tSW值越小,则开关的响应速度越快。
- 开关容量(Isw):开关能够承受的最大电流。
Isw值越大,则开关能够带动更大电流的负载。
3. 开关特性仿真实验步骤:此处以Multisim为例,介绍开关特性仿真实验的基本步骤。
步骤1:打开Multisim软件,创建新电路设计。
步骤2:选择电路图中的开关元件,放置到电路设计中。
可以根据需要选择合适的开关类型,如单刀单掷、单刀双掷等。
步骤3:连接其他所需的被测电路,如电源、负载等。
步骤4:设置开关元件的参数,如ON电阻、OFF电阻、开关容量等。
步骤5:设置仿真条件,如待测电压、待测电流、开关动作时间等。
步骤6:运行仿真,观察开关在不同状态下的电路行为,如导通状态下的电流通过情况,截断状态下的电流泄露情况等。
步骤7:根据仿真结果,分析开关的特性参数对电路性能的影响,如电流泄露是否满足要求,开关的响应速度是否符合设计要求等。
实验结果与讨论:根据仿真实验的结果,可以得出开关的特性参数对电路性能的影响。
通过调整ON电阻和OFF电阻的值,可以控制导通状态和截断状态下的电流情况。
名词解释三极管的开关特性三极管是一种重要的电子器件,常用于电子电路中的开关和放大功能。
它由三个控制层、基本层和输出层组成,具有灵活的开关特性。
在电子技术领域中,三极管的开关特性是指在特定电压和电流条件下,三极管可以实现开关的状态转换,即在低电压输入情况下传导电流,而在高电压输入情况下截断电流。
三极管的开关特性是由其特殊的结构和材料性质所决定的。
它包括两种常见类型:NPN型和PNP型。
NPN型三极管由两个P型半导体夹着一个N型半导体构成,而PNP型三极管则相反,由两个N型半导体夹着一个P型半导体构成。
这种结构可以实现电流的双向流动,并且通过控制基极电流可以实现开关的状态变化。
在三极管的开关特性中,主要存在两种工作状态:饱和状态和截止状态。
饱和状态是当三极管的输入电压高于一定阈值时,经过适当的基极电流驱动后,三极管的集电极与发射极之间的电压非常低,导致电流流过。
这种状态下,三极管相当于一个导通的开关,电流可以在电路中流动。
而截止状态则是当三极管的输入电压低于一定阈值时,三极管的集电极与发射极之间的电阻非常高,导致电流无法流过。
此时,三极管相当于一个断开的开关,电路中的电流被截断。
三极管的开关特性在电子电路中起到了重要的作用。
它可以实现逻辑门、计时器、振荡器等电路的构建。
通过控制三极管输入电压的变化,可以改变电路中的电流流向,实现不同的功能。
在数字电路中,三极管的开关特性被广泛应用于逻辑门的设计和实现。
通过组合不同的逻辑门,可以构建出各种复杂的电路,用于处理和操作数字信号。
除了在数字电路中的应用,三极管的开关特性在模拟电路中也有广泛的应用。
在放大器电路中,三极管可以作为信号放大的关键元件,通过控制输入电压的变化,实现对输入信号的放大和处理。
在功率放大电路中,三极管可以承受高电流和高功率的输入,实现对功率信号的放大和转换。
总结起来,三极管的开关特性在电子电路中起着重要的作用。
通过控制输入电压和电流条件,三极管可以实现开关的状态转换,从而实现电路功能的改变。
开关电源八大特性特性一:输入特性1.额定输入电压,输入电压范围。
2.额定输入频率,输入频率范围。
3.最大输入电流。
4.最大浪涌电流。
5.平均效率。
特性二:输出特性1.额定输出电压,额定输出电压范围。
2.输出负载规格。
3.输出纹波及噪声。
4.输出过冲幅度。
5.开机延迟时间。
6.关机维持时间。
7.输出瞬态响应。
8.输出峰值电流。
特性三:保护特性1.输出过流保护。
2.输出短路保护。
3.输出过压保护。
4.输出过功率保护。
5.输入过压保护。
6.输入欠压保护。
特性四:环境特性非操作条件下:1.操作温度。
2.相对湿度。
3.振动。
4.空气对流。
5.存储环境温度。
操作条件下:6.存储环境温度。
7.相对温度。
8.振动和冲击。
特性五:EMC特性1.EMI标准。
2.ESD标准。
3.EFT标准。
4.雷击标准。
特性六:安规特性1.安规标准。
2.Hi-pot。
3.绝缘阻抗。
4.漏电流。
特性七:机械特性1.跌落。
2.DC线拉力摇摆测试。
3.机械的插拔。
4.插脚拉力。
特性八:可靠性特性1.老化。
2.元件温升。
3.高温高湿测试。
4.低温测试。
5.冷热冲击。
6.MBTF。
电路基础原理理想开关与开关的特性电路基础原理:理想开关与开关的特性在电子学领域,开关是非常重要的部件,用于控制电路的通断。
开关可以将电路连接或断开,从而控制电流的流动。
理论上,存在一种理想开关,其具有完美的特性,但在实际应用中,开关的性能会受到各种因素的影响。
理想开关是指在理论模型中,开关状态可以瞬间变化,完全导通或完全断开电路。
这种开关具有无限大的导通电阻和无限大的断断电阻,可以在零时间内改变电路状态。
尽管理论上存在理想开关,但在实际中无法制造出这样的开关。
实际的开关具有一定的导通电阻和断断电阻。
通常,导通状态下的开关具有较低的电阻,断断状态下具有较高的电阻。
此外,开关还具有导通电阻和断断电阻之间的无限大的阻抗,用于确保状态的稳定性。
开关的导通状态和断断状态是通过控制信号来切换的。
这些信号可以是电压、电流或其他物理量。
当控制信号满足开关的特定条件时,开关会改变状态,从而实现电路的通断。
开关的特性可以通过很多指标来描述。
其中最重要的指标包括导通电阻、断断电阻、开关速度和带宽。
导通电阻是开关在导通状态下的电阻大小。
一般来说,导通电阻越小,开关的导通性能越好。
断断电阻是开关在断断状态下的电阻大小。
与导通电阻类似,断断电阻越高,开关的断断性能越好。
开关的速度是指开关从一个状态切换到另一个状态所需的时间。
速度越快,开关的响应性越好。
带宽是开关能够处理的信号频率范围。
带宽越大,开关对高频信号的处理能力越强。
除了这些基本的特性指标外,开关还可能具有其他特性。
例如,某些开关可以具有可调节的导通电阻或断断电阻,以满足不同应用需求。
还有一些开关具有低功耗和高可靠性的特点,适用于需要长时间运行的应用。
以家庭照明系统为例,开关用于打开和关闭灯光。
在此场景下,开关需要具有低导通电阻,以确保电流可以顺畅流过。
同时,开关还需要具备较高的断断电阻,以确保灯光关闭时没有漏电。
在现代电子产品中,开关是非常重要的组成部分。
无论是智能手机还是电脑,都离不开开关的运用。
开关特性测试原理开关特性测试是电子元件测试中一项非常重要的测试,它主要用于评估开关的性能和可靠性。
本文将介绍开关特性测试的原理和测试方法。
一、开关特性测试的原理开关特性测试的原理是通过对开关进行电气参数测试和功能测试,以评估其性能和可靠性。
主要包括以下几个方面的测试内容:1. 电气参数测试:包括开关的静态电阻、导通电压、耐压和绝缘电阻等参数的测试。
这些参数的测试可以通过仪器设备进行测量,并与开关的规格参数进行比较,以判断开关是否符合规定的要求。
2. 功能测试:功能测试是评估开关是否能够正常工作的关键测试。
通过施加不同的电压和电流,并观察开关的导通和断开状态,以验证开关是否能够在规定的条件下实现开关动作。
同时,还可以测试开关的开关次数和耐久性,以评估其可靠性和使用寿命。
3. 温度测试:温度是影响开关性能的重要因素之一。
在开关特性测试中,可以通过改变环境温度,并对开关进行连续工作测试,以评估开关在不同温度下的性能和可靠性。
温度测试还可以用于评估开关的温度特性,包括开关的漏电流、温度升高和温度变化对开关导通和断开状态的影响等。
二、开关特性测试的方法开关特性测试可以采用多种方法和仪器设备进行,具体根据不同的开关类型和测试要求选择合适的测试方法。
以下是几种常用的测试方法:1. 万用表测试:使用万用表可以对开关的静态电阻、导通电压和绝缘电阻等参数进行测量。
通过连接开关的引脚和万用表的测试端,可以直接读取开关的电气参数数值,并与规格参数进行比较。
2. 示波器测试:示波器可以用于对开关的导通和断开状态进行观察和分析。
通过连接开关的引脚和示波器的输入端,可以实时显示开关的电压波形,并判断开关是否正常工作。
3. 温度测试仪测试:温度测试仪可以通过改变环境温度,并对开关进行连续工作测试。
通过记录开关的工作状态和温度变化,可以评估开关在不同温度下的性能和可靠性。
4. 自动测试设备测试:对于大批量生产的开关,可以使用自动测试设备进行开关特性测试。
微动开关:微动开关的特性及用途具体介绍微动开关是一种小型化开关,由于其结构紧凑、触点可靠和寿命长等特点,因此在电力、通讯、自动化控制等领域广泛应用。
本文将介绍微动开关的特性及用途。
微动开关的特性结构及工作原理微动开关结构主要包括闭合片、触点、弹簧、触动机构和外壳等部分。
当微动开关处于动作位置时,闭合片和触点闭合,电路被通断。
当微动开关松开工作位置时,闭合片和触点分离,电路被断开。
触点的寿命微动开关的寿命主要由触点的材料和结构决定。
一般情况下,触点材料主要是由银和银合金制成,使用寿命可达10万次以上。
对于高负载电路,触点材料会采用更高耐磨、高导电材料,可使寿命更长。
防抖动工作另一个微动开关的重要特性是防抖功能。
防抖是通过特殊的机构来防止微动开关在振动或冲击的情况下意外触发。
这种机构可以通过增加弹片、采用击打结构、限制传动活动角度等手段来实现。
安装方式微动开关安装方式有多种,如底座安装、插入式安装、螺纹安装等。
不同的安装方式适用于不同的场合。
底座安装常用于多个微动开关组成控制电路的场合;插入式安装可以便于维护和更换零部件;螺纹安装适用于需要更牢固的固定,不容易松动的场合。
微动开关的用途电力领域微动开关在电力领域中的应用比较广泛,主要应用于高低电压开关设备,变压器开关设备、电力自动控制系统等。
在这些应用场合下,微动开关的使用寿命和防抖性能更为重要。
通讯领域微动开关在通讯领域中也有广泛应用。
比如,手机、电脑等电子产品中的按键开关、磁头检测开关、接触器等,都是采用微动开关来实现的。
在这些应用场合中,稳定性、带载能力等特性是微动开关的关键要素。
自动化控制领域微动开关在自动化控制领域中也有比较广泛的应用。
自动门、自动售货机、仓储设备、各种检测装置、安全设备等自动化设备中都广泛使用了微动开关。
在这些场合下,微动开关不仅需要具备高精度的开关动作特性,也需要具备多种安装方式,以适应各种不同的机械结构。
结论微动开关作为一种小型化开关,在电力、通讯、自动化控制等领域有着广泛的应用。
微动开关的特性
微动开关的特性
1、尺寸虽小但可开关大电流
一般情况下,关闭电子电路时,接点间会产生名为弧光的火花。
电流越大,越容易产生弧光,切换接点的速度越慢,弧光的持续时间越长,是导致接点劣化的因素。
而微动开关的速动机构能瞬间切换接点,因此弧光持续时间短,尺寸虽小,却可用于电流较大的电路。
2、高精度
微动开关即使反复进行打开/关闭操作也基本能在同一位置切换接点,因此位置检测误差小,适用于要求高精度的用途。
这也是具备速动机构的微动开关特有的优势。
3、耐久性
由于弧光持续时间短,接点受到的损伤也比较小,所以耐久性得到了。
开关特性:自动复位--单刀单掷,即一个开关控制一组电路,该组电路控制一组触点,随着温度的升高,该组触点断开或闭合。
一旦应用温度下降到特定的复位温度时,触点会自动复位到其原始状态。
此结构主要用于除霜终端设备和冰块加工控制设备中。
此外39TR型温控器包含一个内部电阻,该电阻与触点并联连接,主要用于工厂的电路检测,这组触点在室温下为断开状态。
安装构件:为了便于在铜管或铝管上的安装,39T系列温控器采用特殊管状安装托架设计,能提供出色的滞留性及快速的响应时间。
无需修改温控器的台座,我们将提供各种大小规格的不锈钢管状安装托架,以便客户选择。
为确保与其它材料的兼容性,在39T系列温控器的传感表面可以选择铝制或者镀锡。
传感器表面采用非光滑设计,适用于任何材料的温度探测,从而无需为选择何种传感材料而烦恼。
热响应:温敏双金属片位于杯形面盖的底部,与温度监测表面相邻。
我们将提供铝制或镀锡的杯形面盖,标定温度可达221°F (105°C),最高耐温为250°F (121°C)。
导线及接线端子规格:标准导线——39T系列温控器的标准导线为12英寸(305mm)×16/30英寸的黄铜导线,截面积为18AWG,外部采用宽度为1/2英寸(13mm)的PVC绝缘胶布,绝缘标称厚度为1/32英寸(0.8mm),最高耐温为105°C。
非标准导线——我们也将提供要求比12英寸(305mm)更长的39T系列温控器导线,但将根据长度收取相应的费用。
在标准导线的基础上,我们可以追加安装一个温度曲线记录仪,或提供绝缘标称厚度为1/16英寸(1.6mm)的绝缘层。
除此以外,截面积为16 AWG的导线也可以任意选择绝缘标称厚度为1/32英寸(0.8mm)或1/16英寸(1.6mm)的绝缘层。
我们能提供的最大号的导线规格为截面积为14 AWG的导线加绝缘标称厚度为1/32英寸(0.8mm)的绝缘层。
第二章逻辑门电路§2·1 D、T及MOS管的开关特性一、 D的开关特性1、静态开关特性: D的基本特性—“单向导电性”。
在数字大信号时,其伏安特性可分段线性化:⑴正向特性:1 VD正≤VT(开启电压)时,ID=0,D截止。
(Si:VT=0.5V;Ge:VT=0.1V)2 VD正>VT(开启电压)时,D导通。
(Si:VD正=0.7V;Ge:VD正=0.3V)∴D正向导通有“钳位”作用(V+、V-只差0.7V),忽略VD正=0.7V,相当“K”接通。
D正向导通“等效电路”:⑵反向特性:①│VD反│≤│BVR│时,D截止。
ID反=IO反向饱和电流很小。
(Si:IO<1μA;Ge:几十μA)温度T↑→IO↑(Si:Io↑=2 IO/8℃;Ge: Io↑=2 IO/10℃∵Si的IO基数小,∴Si管温度特性好。
D反向截止有“隔离”作用,忽略IO,相当“K”断开。
②│VD反│>│BVR│时,D反向击穿。
除稳压管为齐纳(电)击穿外,雪崩(电热)击穿、D烧坏。
2、动态开关特性指D在状态转换(导通截止)过程中的导电特性。
如图:∵D状态转换中,“内部电荷”发生变化。
∴内部电荷“建立”和“消散”过程,均有“延时”:①开启时间—t0n ; ②关断时间—t0ff (反向恢复时间tre)特别D在正向导通→反向截止时,PN结内部“存储电荷”存在,∴D不能立即截止,瞬间出现反向电流ID反'(违背单向导电性)。
通常: t0ff>>t0n (均很小) ;若信号频率不非常高,可忽略。
二、 T的开关特性1、静态开关特性:T的三种工作状态:①截止②放大导通③饱和导通“截止”和“饱和导通”的条件和特点:电路如图:⑴截止状态:VI=VIL若满足截止条件:“Vbe≤VT”(0.5V)→ T截止。
图中:Vbe=Vb=VIL-VR1≤0.5V则:be 结、bc结均反向→T截止。
其特点:1 Ib=-Icb0≈0 ② Ic=Icb0≈0③ Ie=0相当“K”断开。
合闸弹跳是真空断路器短路开断试验失败的主要原因之一。
这一点已经逐渐成为真空开关业内的共识。
本文尝试用浅显的物理学理论分析合闸弹跳,为实践经验提供理论解释。
分闸弹振对开断失败的影响,一直投有引起足够的重视,通过分析,给出分闸弹振与分闸速度的关系。
1 合闸弹跳
1.1 合闸弹跳产生的原因及其影响
合闸弹跳是指断路器动触头与静触头碰撞接触后被反作用力推开,然后再接触又被推开的现象。
严重者反复4~5次,持续2~6ms。
从本质上说,这是一种受迫阻尼振荡,振荡的频率、振幅取决于动触头系统的质量、速度、弹簧的倔强系数及碰撞后阻尼情况。
分析说明,触头材料的硬度越大,弹跳时间越长;触头材料的硬度相同时,触头压力越大,弹跳时问越短。
当断路器带电操作时,两触头之间若存在弹跳,真空电弧的燃弧时间延长…。
真空电弧是一种高温等离子体,弧体温度可达到七、八千度。
燃弧时间的增加使触头表面熔化的深度和广度都增加,合闸时就会造成两触头液面接触,瞬间冷却后两触头熔焊在一起。
这种熔焊,靠操作机构几千牛顿的分闸力是拉不开的。
有时熔焊点很小,分闸力能拉开,但常常把触头表面拉变形,造成开断后恢复电压短路。
因此.熔焊的结果可能使短路开断失败。
1.2 消除合闸弹跳的方法
合闸时,动触头系统在操动机构的带动下,相对于静触头作合闸运动。
合闸时触头撞击力F是决定断路器产生弹跳大小的关键因素。
设碰撞前后的速度分别为vl,v2,作用时间为t。
则由牛顿力学理论可知:
减小F,弹跳也减小。
由上式,可有三种方法实现减小触头撞击力F:
a.降低动触头系统的质量m。
这可以通过缩短导电杆的长度,减小导电夹、软连接的尺寸,选用轻质的绝缘子等实现。
b.减小碰撞前后速度差的绝对值。
根据经验,这不能通过减小合闸速度v1实现。
因为当v1减小到0.6 m/s以下时,会使合闸功不足,反而会加剧弹跳的幅度。
那么只能设法使v2减小,甚至趋于零。
方法是:在动触头系统上加装压簧,在断路器合闸时使其压缩,产生一个预压力即触头的初压力,以抵消动触头的回弹力。
c.增大动静触头的碰撞时间t,有2种方法实现:其一是生产开关管时设法保证开关管的动静导电杆的同轴度,在整机调整时还要把开关管装正,尽可能使两触头为平面接触,不要形成线或点接触;其二是在静端使用缓冲元件,如橡胶垫圈、油缓冲器等,以增加撞击接触时间。
2 分闸弹振
2.1开距与分闸速度
开距即开关分闸状态两触头问的距离。
召前,被多数人所接受的观点是:真空开关在小开距时,开断能力强。
随着开距的增加,极限开断电流减小。
其原因,就是开距增加后,磁场减弱,电弧能量损失大,不利于开断。
分闸速度是一种平均速度,即开距与分闸时间的比值。
而分断过程中,真正起怍用的是刚分速度.即两触头刚刚离开的瞬间的速度。
刚分速度要靠超行程提供。
当分闸传动连杆运行完超行程所需要的时问后,达到了一定的速度(刚分速度),动静触头才开始分离。
实践经验表明,在条件允许的情况下,适当缩小触头开距,增加超行程,可以提高刚分速度,提高开断能力。
2.2 分闸速度与分闸弹振
真空开关在分闸过程中,动触头不可能运动到预定的开距时就完全停止运动。
因为此时动触头系统存在着动能mva2/2(va是触头分闸处于开距点位置n时的速度),此时操动系统与缓冲器作用,以设定的开距位置为中心进行阻尼震动,即所说的分闸弹振。
分闸弹振的动触头位移一时间曲线如图1所示.
在图1中,分闸时动触头运动到设定的开距点处,即a点处动触头系统的势能为零。
根据能量守恒定律.有关系式
是动触头相对开距点的位移,k表示分闸弹簧的倔强系数,Wz是缓冲器转换出去的能量。
由图1可见,b点的位移就是分闸弹振的最大振幅,用A表示。
因而在b点,触头瞬时速度vb=0,故在b点式(1)变为
从式(2)可以看出,因为k,m不变,分闸弹振最大振幅A随va及职的变化而变化。
当缓冲器性能稳定时,可认为Wz不变,所以Va越大,分闸弹振的最大振幅越大。
要想成功地分断电流,要求在分闸的最初半个周期(10ms)内,动触头至少应走完总开距的50%~90%,即分闸时间变化范围不大,为了使问题简化,可以假定分闸时间不变,故由图2可知Va越大.其平均分闸速度越大。
因此可得出结论,当其它条件不变时,平均分闸速度越大,分闸弹振就越大。
近年来,由于触头新材料的采用,真空开关的开距趋小。
分闸弹振在小开距情况下,影响尤其显著,常导致真空灭弧室由于反弹击穿,应引起高度重视。
3 结束语。