晶闸管的保护

电力电子技术第8章晶闸管主电路的参数计算及保护晶闸管主电路的参数计算及保护是电力电子技术中非常重要的内容。

晶闸管主电路的参数计算需要考虑电路的稳定性及性能的优化，而晶闸管的保护则是为了保证电路的安全运行。

首先，对于晶闸管主电路的参数计算，主要包括以下几个方面：1.阻抗参数计算：阻抗参数包括输入电抗和输出电抗。

输入电抗可以通过电源的特性以及电路的设计来计算，输出电抗则是通过负载的特性和电路的设计来计算。

阻抗参数的计算可以帮助我们确定电路的稳定性和性能。

2.电流和电压参数计算：计算电流和电压参数是为了确保晶闸管的正常工作。

电流参数主要包括峰值电流和有效电流，需要根据负载以及晶闸管的特性来计算。

电压参数主要包括峰值电压和平均电压，同样需要根据负载和晶闸管的特性来计算。

3.热参数计算：晶闸管工作时会产生热量，因此需要计算热参数来确保晶闸管的温度不超过其允许的工作温度。

热参数包括导通状态和关断状态下的热阻，以及晶闸管的最大工作温度。

此外，晶闸管主电路的保护也非常重要。

保护电路的设计可以避免晶闸管受到过载、短路、过压和过流等因素的损坏。

1.过载保护：晶闸管受到过载时会发热，保护电路需要及时检测并切断电路以防止晶闸管被损坏。

过载保护可以通过电流检测电路来实现。

2.短路保护：当负载发生短路故障时，保护电路需要能够检测并切断电路，避免晶闸管受到过大电流的损坏。

3.过压保护：过压保护可以通过电压检测电路来实现，当晶闸管主电路中电压超过设定值时，保护电路会及时切断电路。

4.过流保护：过流保护可以通过电流检测电路来实现，当晶闸管主电路中电流超过预设值时，保护电路会及时切断电路。

5.温度保护：通过温度传感器来监测晶闸管的温度，当温度超过设定值时，保护电路会切断电路以避免晶闸管过热而损坏。

总之，晶闸管主电路的参数计算及保护是电力电子技术中非常重要的内容。

参数计算可以帮助我们优化电路设计，使其具有更好的性能和稳定性；保护电路可以确保晶闸管主电路的安全运行，避免晶闸管受到过载、短路、过压和过流等因素的损坏。

晶闸管相关练习题
晶闸管是一种常用的电子器件，广泛应用于电力电子控制领域。

为了帮助大家更好地掌握晶闸管的操作和特性，以下是一些晶闸管相关练习题，供大家练习和巩固知识。

题目一：晶闸管的基本特性
1. 什么是晶闸管？它的主要结构是什么？
2. 晶闸管的工作原理是什么？
3. 晶闸管的常见用途有哪些？
题目二：晶闸管的控制
1. 晶闸管的触发方式有哪些？请分别介绍。

2. 画出晶闸管的典型触发电路，并解释其工作原理。

3. 晶闸管的关断方式有哪些？请分别介绍。

题目三：晶闸管的保护和应用
1. 晶闸管的过电流保护方法有哪些？
2. 晶闸管的过压保护方法有哪些？
3. 晶闸管在电机控制中的应用有哪些？请举例说明。

题目四：晶闸管的特性参数
1. 什么是晶闸管的导通压降和关断压降？它们分别有什么特点？
2. 什么是晶闸管的阻断能力？
3. 什么是晶闸管的恢复时间和导通延迟时间？它们对晶闸管性能有何影响？
题目五：晶闸管的常见故障和排除方法
1. 晶闸管的常见故障有哪些？请分别介绍。

2. 当晶闸管出现故障时，我们应该如何判断和排除问题？
3. 晶闸管故障的预防措施有哪些？
题目六：晶闸管的逆变电路
1. 什么是逆变电路？它有什么常见的应用？
2. 画出晶闸管逆变电路的典型示意图，并解释其工作原理。

3. 晶闸管逆变电路的控制方法有哪些？
以上是一些晶闸管相关的练习题，希望能够帮助大家更好地理解和掌握晶闸管的知识。

通过不断练习和学习，我们可以在电力电子控制领域中更加熟练地应用晶闸管，为实际工程带来更多的便利与效益。

祝大家在晶闸管的学习中取得好成绩！。

防止晶闸管损坏的保护措施
晶闸管元件的主要弱点是承受过电流和过电压的力量很差，即使短时间的过流和过电压，也可能导致晶闸管的损坏，所以必需对它采纳适当的爱护措施。

1、过流爱护
晶闸管消失过电流的主要缘由是过载、短路和误触发。

过流爱护有以下几种：
a）快速容断器，快速容断器中的溶丝是银质的，只要选用适当，在同样的过电流倍数下，它可以在晶闸管损坏前先溶断，从而爱护了晶闸管；
b）过电流继电器，当电流超过过电流继电器的整定值时，过电流继电器就会动作，切断爱护电路。

但由于继电器动作到切断电路需要肯定时间，所以只能用作晶闸管的过载爱护；
c）过载截止爱护，利用过电流的信号将晶闸管的触发信号后移或使晶闸管的导通角减小，或干脆停止触发爱护晶闸管。

2、过压爱护
过电压可能导致晶闸管的击穿。

其主要缘由是由于电路中电感元件的通断、熔断器熔断或晶闸管在导通与截止间的转换。

对过压爱护可采纳两种措施：
a）阻容爱护，阻容爱护是电阻和电容串联后，接在晶闸管电路中的一种过电压爱护方式。

其实质是利用电容器两端电压不能突变和电
容器的电场储能以及电阻使耗能元件的特性，把过电压的能量变成电场能量储存在电场中，并利用电阻把这部分能量消耗掉；
b）硒堆爱护。

晶闸管的基本保护措施晶闸管是一种电子器件，常用于控制大功率电流的开关。

为了确保晶闸管的正常工作和延长其寿命，需要采取一系列的基本保护措施。

本文将详细介绍晶闸管的基本保护措施，包括过电流保护、过压保护、过温保护和防射频干扰等方面。

1. 过电流保护过电流是指晶闸管工作时电流超过其额定值的情况。

过电流可能导致晶闸管损坏甚至烧毁。

为了保护晶闸管免受过电流的损害，可以采用以下措施：•使用电流保险丝或电流限制电阻：在电路中串联一个电流保险丝或电流限制电阻，当电流超过额定值时，保险丝会熔断或电流限制电阻会限制电流，从而保护晶闸管。

•使用过电流保护电路：设计一个过电流保护电路，当电流超过设定值时，保护电路会迅速切断电源，保护晶闸管不受损害。

2. 过压保护过压是指晶闸管工作时电压超过其额定值的情况。

过压可能导致晶闸管击穿或损坏。

为了保护晶闸管免受过压的损害，可以采用以下措施：•使用过压保护二极管：在晶闸管的控制端口并联一个过压保护二极管，当电压超过晶闸管的额定值时，过压保护二极管会导通，将过压电流引到地，保护晶闸管。

•使用过压保护电路：设计一个过压保护电路，当电压超过设定值时，保护电路会迅速切断电源，保护晶闸管不受损害。

3. 过温保护过温是指晶闸管工作时温度超过其额定值的情况。

过温可能导致晶闸管烧毁。

为了保护晶闸管免受过温的损害，可以采用以下措施：•安装散热器：在晶闸管上安装散热器，增加散热面积，提高散热效果，减少晶闸管的工作温度。

•使用温度传感器：在晶闸管上安装温度传感器，监测晶闸管的温度，当温度超过设定值时，触发过温保护电路，切断电源，保护晶闸管。

4. 防射频干扰晶闸管在工作时会产生射频干扰，可能影响到其他电子设备的正常工作。

为了防止射频干扰，可以采取以下措施：•使用抗干扰滤波器：在晶闸管的输入和输出端口安装抗干扰滤波器，滤除射频干扰信号，减少对其他设备的干扰。

•使用屏蔽壳体：将晶闸管放入屏蔽壳体中，阻挡射频干扰信号的辐射，减少对其他设备的干扰。

晶闸管的过电压和过电流保护在电力电子电路中，为确保变流电路正常工作，除了适当选择电力电子器件参数、设计良好的驱动电路外，还要采用必要的保护措施，即过电压保护、过电流保护、du/dt及di/dt的限制。

晶闸管的过电压保护晶闸管的过电压能力极差，当元件承受的反向电压超过其反向击穿电压时，即使时间很短，也会造成元器件反向击穿损坏。

如果正向电压超过晶闸管的正向转折电压，会引起晶闸管硬开通，它不仅使电路工作失常，且多次硬开通后元器件正向转折电压要降低，甚至失去正向阻断能力而损坏。

因此必须抑制晶闸管上可能出现的过电压，采取过电压保护措施。

1.晶闸管关断过电压及其保护晶闸管从导通到阻断时，和开关电路一样，因线路电感（主要是变压器漏感）释放能量会产生过电压。

由于晶闸管在导通期间，载流子充满元件内部，所以元器件在关断过程中，正向电流下降到零时，元器件内部仍残存着载流子。

这些积蓄载流子在反向电压作用下瞬时出现较大的反向电流，使积蓄载流子迅速消失，这时反向电流减小的速度极快，即di/dt极大。

晶闸管关断过程中电流与管压降的变化如图1所示。

因此，即使和元器件串联的线路电感L很小，电感产生的感应电势L（di/dt）值仍很大，这个电势与电源电压串联，反向加在已恢复阻断的元器件上，可能导致晶闸管的反向击穿。

这种由于晶闸管关断引起的过电压，称为关断过电压，其数值可达工作电压峰值的5～6倍，所以必须采取抑制措施。

如图2（a）所示，晶闸管两端的电压波形在管子关断的瞬时出现反向电压尖峰（毛刺）即为关断过电压。

当整流器输出端接续流二极管时，续流二极管由导通转为截止的瞬间，也是立即承受反向电压的，所以同样会产生关断过电压，故对续流二极管也应采取过电压保护措施。

图1 晶闸管关断过程中电流与管压降的变化图2 晶闸管关断过电压波形对于这种呈尖峰状的瞬时过电压，最常用的保护方法是在晶闸管两端并联电容，利用电容两端电压瞬时不能突变的特性，吸收尖峰过电压，把电压限制在管子允许的范围。

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晶闸管基础知识单选题100道及答案解析1. 晶闸管导通的条件是（）A. 阳极加正向电压，门极加正向电压B. 阳极加反向电压，门极加反向电压C. 阳极加正向电压，门极加反向电压D. 阳极加反向电压，门极加正向电压答案：A解析：晶闸管导通需要阳极加正向电压，门极加正向电压。

2. 晶闸管一旦导通，门极就失去控制作用，这种特性称为（）A. 可控性B. 不可控性C. 半控性D. 全控性答案：C解析：晶闸管一旦导通，门极失去控制作用，是其半控特性。

3. 晶闸管的关断条件是（）A. 阳极电流小于维持电流B. 阳极电流大于维持电流C. 阳极电压小于反向击穿电压D. 阳极电压大于反向击穿电压答案：A解析：当阳极电流小于维持电流时，晶闸管关断。

4. 以下哪种不是晶闸管的主要参数（）A. 正向重复峰值电压B. 反向重复峰值电压C. 通态平均电流D. 开通时间答案：D解析：开通时间不是晶闸管的主要参数，晶闸管主要参数通常包括正向重复峰值电压、反向重复峰值电压、通态平均电流等。

5. 晶闸管的伏安特性是指（）A. 阳极电压与阳极电流的关系B. 门极电压与门极电流的关系C. 阳极电压与门极电流的关系D. 门极电压与阳极电流的关系答案：A解析：晶闸管的伏安特性是指阳极电压与阳极电流的关系。

6. 晶闸管在电路中主要用于（）A. 放大信号B. 滤波C. 整流D. 产生高频信号答案：C解析：晶闸管常用于整流电路。

7. 要使晶闸管可靠导通，触发脉冲的宽度应（）A. 尽量窄B. 等于晶闸管的开通时间C. 远大于晶闸管的开通时间D. 小于晶闸管的开通时间答案：C解析：触发脉冲宽度应远大于晶闸管的开通时间，以确保可靠导通。

8. 晶闸管的擎住电流比维持电流（）A. 大B. 小C. 相等D. 不确定答案：A解析：擎住电流比维持电流大。

9. 当晶闸管承受反向阳极电压时，不论门极加何种极性触发电压，管子都将工作在（）A. 导通状态B. 关断状态C. 饱和状态D. 不定状态答案：B解析：承受反向阳极电压时，管子处于关断状态。