Chương 7. BẢO VỆ THIẾT BỊ BIẾN ĐỔI pdf

Chương 7. BẢO VỆ THIẾT BỊ BIẾN ĐỔI

Các phần tử bán dẫn công suất được sử dụng ngày càng nhiều do có những ưu điểm như gọn nhẹ,

làm việc tin cậy, tác động nhanh, hiệu suất cao, dễ thực hiện tự động hoá vv...

Tuy nhiên, các phần tử bán dẫn công suất cũng đòi hỏi các điều kiện khắt khe. Trước hết là phải

tôn trọng những trị số giới hạn sử dụng do nhà sản xuất đã chỉ ra đối với từng phần tử như:

- Điện áp ngược lớn nhất;

- Trị trung bình cho phép đối với dòng điện;

- Nhiệt độ lớn nhất của mặt ghép;

- Tốc độ tăng trưởng lớn nhất của điện áp ;

dt

du

- Tốc độ tăng trưởng lớn nhất của dòng điện ;

dt

di

- Thời han khoá toff...

Các phần tử bán dẫn công suất cần được bảo vệ chống những sự cố bất ngờ xảy ra, những "nhiễu

loạn" nguy hiểm như ngắn mạch tải, quá điện áp hoặc quá dòng điện.

7.1. CÔNG SUẤT TỔN THẤT VÀ LÀM MÁT

Khi tiristor hoặc diode mở cho dòng chảy qua, công suất tổn thất bên trong sẽ đốt nóng chúng.

Mặt ghép là nơi bị đốt nóng nhiều nhất, người ta dùng ký hiệu Tj để chỉ nhiệt độ mặt ghép, Tjm để chỉ

nhiệt độ lớn nhất cho phép.

Đối với bán dẫn Ge: Tjm = 800

÷ 1000C

Đối với bán dẫn Si: Tjm = 1500

÷ 2000C

Công suất tổn thất trong thiết bị bán dẫn ký hiệu là ∆P, tính bằng oát (W), thường được chia thành:

tổn thất chính (∆P1) và tổn thất phụ (∆P2). Tổn thất chính do dòng điện gây nên. Tổn thất phụ bao gồm

tổn thất chuyển trạng thái (từ trạng thái khoá chuyển sang trạng thái mở và ngược lại) và tổn thất trong

mặt ghép.

Thường tổn thất phụ không vượt quá 5% của tổn thất ∆P. Vì vậy có thể xem ∆P ≈ ∆P1.

Hình 7.1

Để tính ∆P cần biết đặc tính vôn - ampe của thiết bị bán dẫn. Trong tính toán, người ta dùng đặc

tính V - A gần đúng (hình 7.1a):

uAC = U0 + i.Rd (7.1)

Trong đó Rd là điện trở vi phân hoặc điện trở động:

Rd = ctgα

Dòng điện i chảy qua thiết bị bán dẫn thường là dòng điện biến thiên theo chu kỳ. Như vậy: