Politechnika Radomska im. Kazimierza Pułaskiego

Układy odciążające przyrządów półprzewodnikowych mocy w pełni sterowalnych.

Wykonał: Marcin Kaczmarczyk

Gr. EP B

1.Układy odciążające przyrządów półprzewodnikowych mocy w pełni sterowalnych.

Układy odciążające tranzystorów mocy i tyrystorów wyłączalnych mają za zadanie poprawę warunków pracy tych przyrządów przez zmniejszenie powstających nich strat, a także ochronę od przepiec i przetężeń w procesach przełączania. W kompletnym układzie gałęzi z przyrządów półprzewodnikowych mocy w pełni sterowalnymi można wyróżnić układ C_s-R_s(Ds) odciążający przy wyłączaniu, układ przeciwprzepięciowy D_r-C_r(R_r) oraz układ Dl-Cl polepszający proces włączania. Działanie tych układów zostało przedstawione na przykładzie ochrony tranzystora bipolarnego mocy, który jest przedstawiony na rysunku 1.1a.

W procesie wyłączania napięcie przyżądu, na przykład napięcie kolektor-emiter tranzystora bipolarnego, wzrasta szybko i osiąga wartość maksymalna już wtedy, kiedy prąd kolektora zmniejszył się tylko nieznacznie na rysunku 1.1b

Przyłączenie układu odciążającego C_s-R_s(Ds) powoduje, ze w czasie zmniejszania się prądu kolektora i_c tranzystora, prąd I_Cs w gałęzi z kondensatorem C_s jest równy różnicy prądu obciążenia I(I= I_c), praktycznie stałego w krótkim przedziale czasu wyłączania i prądu kolektora i_c, zatem I_Cs=I-i_c.

Prąd ten ładuje kondensator, którego napięcie w przybliżeniu jest równe napięciu u_CE. Wzrost napięcia odbywa się wiec w tych warunkach pracy równocześnie ze zmniejszaniem się prądu i_C przedstawione na rysunku 1.1c.

Straty mocy w tranzystorze są wtedy mniejsze i ich minimum występuje przy

1. 1

gdzie t_f - czas, w którym prąd i_c zmniejsza się do 0.

Układ R_l-L_l ma za zadanie ograniczyć straty w tranzystorze mocy w czasie wyłączania. Jeżeli indukcyjność L_l jest mała to układ ten nie ma praktycznie wpływu, a przebiegi napięcia i prądu wynikają z właściwości wyłączanego prądu przedstawione na rysunku 1.1d. Przy znacznych indukcyjnościach napięcie na tranzystorze jest tak niskie, ze ostrżonosci narastania prądu decyduje niemal wyłącznie L_l. przedstawiony na rysunku 1.1e

Rysunek1.1 Układ odciążający bipolarnego tranzystora mocy: rys.a) schemat układu; rys.b) proces wyłączania bez układu odciążającego; rys.c) proces wyłączania z układami Ds.-R_s-C_s i D_r-C_r; ; rys.d) proces włączenia bez układu odciążającego; rys.e) proces włączenia z układem D_l-R_l.

W przekształtnikach złożonych układy odciążające mogą być wspólne dla całej gałęzi, np. mostka falownika rysunek 1.2.

Rysunek1. 2Układ odciążający i ograniczający przepicia gałęzi fazowych falownika trójfazowego.

---