浅谈可控硅两端增加电阻和电容的作用

为什么晶闸管(可控硅)两端并联电阻和电容在实际晶闸管(可控硅)电路中经常并联RC该网络通常被称为串联网络RC电阻吸收电路。
众所周知，晶闸管(可控硅)具有断态电压临界上升率的重要特征参数（Critical Rate of Rise of Off-State Voltage），即：dlv/dlt。它表明，在额定结温和门极断路条件下，晶闸管(可控硅)从断态向通态的最低电压上升。如果电压上升率过大，超过晶闸管(可控硅)的电压上升率，则无门极信号即可打开。即使晶闸管(可控硅)的正电压低于其阳极峰值电压，也可能发生这种情况。因为晶闸管(可控硅)可以看作是三个PN结组成，如下图图1所示。

图1

由于各层相距较近，晶闸管(可控硅)处于阻断状态J结面相当于电容C0。当晶闸管(可控硅)阳极电压发生变化时，会有充电电流过电容C0，并通过J3.该电流起到门极触发电流的作用。因为I=CdV/dt,如果晶闸管(可控硅)处于关闭状态，如果阳极电压上升过快，则C0的充电电流I越大，门极可能会误导晶闸管(可控硅)，即不允许硬开。因此，应限制晶闸管（可控硅）上的阳极电压上升率。
为了限制电路电压上升率过高，保证晶闸管(可控硅)的安全运行，晶闸管(可控硅)两端并联RC电容吸收网络，利用电容两端电压不能突变的特性，限制电压上升率。由于电路总是有电感(变压器泄漏或负载电感)，与电容C串联的电阻R可以起到阻尼作用，可以防止R、L、C在过渡过程中，晶闸管(可控硅)因电容器两端振荡的过电压而损坏。同时，避免电容器通过晶闸管(可控硅)放电电流过大，导致晶闸管(可控硅)过电流损坏。
由于晶闸管(可控硅)过流过压能力差，如果不采取可靠的保护措施，就不能正常工作。RC阻容吸收网络是常用的保护方法之一。
二、选择整流晶闸管(可控硅)阻容吸收元件
(一)电容器的选择:
C=(2.5-5)×10的负8次方×If；
If=0.367Id；
Id：直流电流值；
如果整流侧使用5000A晶闸管(可控硅)；
可以计算C=(2.5-5)×10的负8次方×500=1.25-2.5mF；
选用2.5mF，1kv的电容器。
(二)电阻的选择:
R=((2-4)×535)/If=2.14-8.56选择10欧；
PR=(1.5×(Pfv×2πfc)的平方×10的负12次方×R)/2；
Pfv=2U(1.5-2.0)；
U=三相电压的有效值；
在实际应用中，阻容吸收回路，RC时间常数一般取1~10毫秒。
小功率负载通常取2毫秒左右，R=220欧姆/1W，C=0.01微法/400~630V/。
大功率负载通常取10毫秒，R=10欧姆/10W，C=1微法/630~1000V。
R选择：小功率选择金属膜或RX21线绕或水泥电阻；大功率选择RX21线绕或水泥电阻。
C的选取：CBB无极电容器系列相应的耐压性。
区分保护对象：接触器线圈的阻尼吸收小于10A电流的可控硅的阻尼吸收列入小功率范畴；接触器触点和大于10A上述可控硅的阻尼吸收属于大功率范畴。
可控硅的几个关键参数：
峰值重复正向关闭状态电压（VDRM）：Peak Repetitive Forward Off State Voltage；
峰值正阻断电流（IDRM）：Peak Forward Blocking Current；
峰值重复反向关闭状态电压（VRRM）：Peak Repetitive Reverse Off State Voltage；
峰值反向阻断电流（IRRM）：Peak Reverse Blocking Current；
最大通态电压（VTM）：Maximum On State Voltage；
保持电流（IH）：Holding Current；