大功率快恢復(fù)整流二極管阻容吸收參數(shù)計(jì)算

阻容吸收器是一個(gè)頻敏元件，不同于壓敏元件（如避雷器）。其可以看作一個(gè)典型的串聯(lián)RC保護(hù)電路，R、C、L同時(shí)起作用。 快恢復(fù)二極管(R)在電路中起到阻尼保護(hù)電路的作用。
 
  一、電容選值
  操作過(guò)電壓，其實(shí)質(zhì)是開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)產(chǎn)生的電磁能量震蕩過(guò)程。在回路中沒(méi)有保護(hù)器存在時(shí)，總電容值很小，導(dǎo)致震蕩頻率f很高。電容的引入，可以大大提高回路總電容值，降低震蕩頻率。最佳的效果應(yīng)是降低頻率正好到工頻（50Hz），基本計(jì)算公式如下： f=ω/2π （1）
ω=（1/LC－（R/2L）2）1/2 （2）
  由于每個(gè)電路的初始L和C都不同，最佳值是不可能得到的。只能依據(jù)真空斷路器大致的情況進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)比較。根據(jù)多年運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，取電容0.1μF時(shí)，一般可以將f限制在150Hz以下，因此0.1就成為一個(gè)比較通用的值。理論上講，若對(duì)具體電路可以做到精確測(cè)算，容量再大些對(duì)保護(hù)效果會(huì)更好（這就是有些地方用0.2或0.15的原因），但若沒(méi)有精確測(cè)算，導(dǎo)致f太小將造成副作用。
 
  二、電阻選值
  R是一個(gè)快恢復(fù)二極管做為電路的阻尼元件，一方面對(duì)震蕩頻率有影響，一方面對(duì)電容器保護(hù)有利。 對(duì)震蕩頻率的影響可以參考上面的公式（2），R不應(yīng)小于其臨界值2（L/C）1/2，否則對(duì)降低頻率不利。所以存在電阻值不應(yīng)小于100Ω的說(shuō)法。R值高同樣有利于保護(hù)電容本身安全，防止電容過(guò)載燒毀。故一般高安全性的阻容吸收裝置，都適當(dāng)?shù)脑龃罅薘的值（一般最高做到400Ω）。但是R值如果太大，將大大提高時(shí)間常數(shù)，導(dǎo)致暫態(tài)時(shí)間延長(zhǎng)，不利于保護(hù)的高效性。
  所以我們希望R能夠是一個(gè)壓敏元件，在低壓下電阻盡可能大，以保護(hù)電容；在高壓下達(dá)到百歐姆級(jí)，以利于工作。
 
  為什么要在晶閘管兩端并聯(lián)阻容網(wǎng)絡(luò)
  一、在實(shí)際晶閘管電路中，常在其兩端并聯(lián)RC串聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)常稱為RC阻容吸收電路。       
  我們知道，晶閘管有一個(gè)重要特性參數(shù)－斷態(tài)電壓臨界上升率dlv/dlt。它表明晶閘管在額定結(jié)溫和門(mén)極斷路條件下，使晶閘管從斷態(tài)轉(zhuǎn)入通態(tài)的最低電壓上升率。若電壓上升率過(guò)大，超過(guò)了晶閘管的電壓上升率的值，則會(huì)在無(wú)門(mén)極信號(hào)的情況下開(kāi)通。即使此時(shí)加于晶閘管的正向電壓低于其陽(yáng)極峰值電壓，也可能發(fā)生這種情況。因?yàn)榫чl管可以看作是由三個(gè)PN結(jié)組成。  
  在晶閘管處于阻斷狀態(tài)下，因各層相距很近，其J2結(jié)結(jié)面相當(dāng)于一個(gè)電容C0。當(dāng)晶閘管陽(yáng)極電壓變化時(shí)，便會(huì)有充電電流流過(guò)電容C0，并通過(guò)J3結(jié)，這個(gè)電流起了門(mén)極觸發(fā)電流作用。如果晶閘管在關(guān)斷時(shí)，陽(yáng)極電壓上升速度太快，則C0的充電電流越大，就有可能造成門(mén)極在沒(méi)有觸發(fā)信號(hào)的情況下，晶閘管誤導(dǎo)通現(xiàn)象，即常說(shuō)的硬開(kāi)通，這是不允許的。因此，對(duì)加到晶閘管上的陽(yáng)極電壓上升率應(yīng)有一定的限制。  
  為了限制電路電壓上升率過(guò)大，確保晶閘管安全運(yùn)行，常在晶閘管兩端并聯(lián)RC阻容吸收網(wǎng)絡(luò)，利用電容兩端電壓不能突變的特性來(lái)限制電壓上升率。因?yàn)殡娐房偸谴嬖陔姼械?變壓器漏感或負(fù)載電感)，所以與電容C串聯(lián)電阻R可起阻尼作用，它可以防止R、L、C電路在過(guò)渡過(guò)程中，因振蕩在電容器兩端出現(xiàn)的過(guò)電壓損壞晶閘管。同時(shí)，避免電容器通過(guò)晶閘管放電電流過(guò)大，造成過(guò)電流而損壞晶閘管。  
  由于晶閘管過(guò)流過(guò)壓能力很差，如果不采取可靠的保護(hù)措施是不能正常工作的。RC阻容吸收網(wǎng)絡(luò)就是常用的保護(hù)方法之一。
 
  二、整流晶閘管(可控硅)阻容吸收元件的選擇與相關(guān)計(jì)算   
  電容的選擇   
  C=(2.5-5)×10的負(fù)8次方×If   
  If=0.367Id   
  Id-直流電流值
  如果整流側(cè)采用500A的晶閘管(可控硅)   
  可以計(jì)算C=(2.5-5)×10的負(fù)8次方×500=1.25-2.5mF   
  選用2.5mF，1kv 的電容器   
  電阻的選擇：   
  R=((2-4) ×535)If=2.14-8.56   
  選擇10歐
  PR=(1.5×(pfv×2πfc)的平方×10的負(fù)12次方×R)2   
  Pfv=2u(1.5-2.0)
  u=三相電壓的有效值
  阻容吸收回路在實(shí)際應(yīng)用中，RC的時(shí)間常數(shù)一般情況下取1~10毫秒。   
  小功率負(fù)載通常取2毫秒左右，R=220歐姆1W，C=0.01微法400~630V。   
  大功率負(fù)載通常取10毫秒，R=10歐姆10W，C=1微法630~1000V。   
  R的選?。捍蠊β蔬x快恢復(fù)二極管。   
  C的選?。篊BB系列相應(yīng)耐壓的無(wú)極性電容器。
  看保護(hù)對(duì)象來(lái)區(qū)分：接觸器線圈的阻尼吸收和小于10A電流的可控硅的阻尼吸收列入小功率范疇；接觸器觸點(diǎn)和大于10A以上的可控硅的阻尼吸收列入大功率范疇。



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