一、參數(shù)說(shuō)明
　　1、本手冊(cè)參數(shù)表中所給出的數(shù)據(jù)，I_TSM、I²t、dv/dt、di/dt指的是元件所能滿足的最小值，Q_rr、t_q、V_TM、V_TO、r_T指元件可滿足(不超過(guò))的最大值。
　　2、通態(tài)平均電流額定值I_T(AV)（I_FAV）
　　I_T(AV)（I_F(AV)）指在雙面冷卻條件下，在規(guī)定的散熱器溫度時(shí)，允許元件流過(guò)的最大正弦半波電流平均值。I_T(AV)（I_F(AV)）對(duì)應(yīng)元件額定有效值I_RMS=1.57I_T(AV)。實(shí)際使用中，若不能保證散熱器溫度低于規(guī)定值,或散熱器與元件接觸熱阻遠(yuǎn)大于規(guī)定值，則元件應(yīng)降額使用。
　　3、晶閘管通態(tài)電流上升率di/dt
　　參數(shù)表中所給的為元件通態(tài)電流上升率的臨界重復(fù)值。其對(duì)應(yīng)不重復(fù)測(cè)試值為重復(fù)值的2倍以上，在使用過(guò)程中，必須保證元件導(dǎo)通期任何時(shí)候的電流上升率都不能超過(guò)其重復(fù)值。
　　4、晶閘管使用頻率
　　晶閘管可工作的最大頻率由其工作時(shí)的電流脈沖寬度t_p、關(guān)斷時(shí)間t_q以及從關(guān)斷后承受正壓開(kāi)始至其再次開(kāi)通的時(shí)間t_V決定。f_max=1/（t_q+t_p+t_V）。根據(jù)工作頻率選取元件時(shí)必須保證元件從正向電流過(guò)零至開(kāi)始承受正壓的時(shí)間間隔t_H>t_q，并留有一定的裕量。隨著工作頻率的升高，元件正向損耗E_pf和反向恢復(fù)損耗E_pr隨之升高，元件通態(tài)電流須降額使用。
　　5、關(guān)斷時(shí)間(t_q)
　　可控硅在陽(yáng)極電流減少為0以后，如果馬上就加上正向陽(yáng)極電壓，即使無(wú)門(mén)極信號(hào)，它也會(huì)再次導(dǎo)通，假如在再次加上正向陽(yáng)極電壓之前使器件承受一定時(shí)間的反向偏置電壓，也不會(huì)誤導(dǎo)通，這說(shuō)明可控硅關(guān)斷后需要一定的時(shí)間恢復(fù)其阻斷能力。從電流過(guò)0到器件能阻斷重加正向電壓的瞬間為止的最小時(shí)間間隔是可控硅的關(guān)斷時(shí)間t_q，由反向恢復(fù)時(shí)間trr和門(mén)極恢復(fù)時(shí)間構(gòu)成，普通可控硅的t_q約150-200μs，通常能滿足一般工頻下變流器的使用，但在大感性負(fù)載的情況下可作一些選擇。在中頻逆轉(zhuǎn)應(yīng)用，如中頻裝置、電機(jī)車(chē)斬波器、變頻調(diào)速等情況中使用，一定要對(duì)關(guān)斷時(shí)間參數(shù)作選擇，一般快速可控硅(即kk型晶閘管)的關(guān)斷時(shí)間在10-50μs，其工作頻率可達(dá)到1KHz~4 KHz。
　　二、元件的選擇
　　正確地選擇晶閘管、整流管等電力電子器件對(duì)保證整機(jī)設(shè)備的可靠性及降低設(shè)備成本具有重要意義。元件的選擇要綜合考慮其使用環(huán)境、冷卻方式、線路型式、負(fù)載性質(zhì)等因素，在保證所選元件各參數(shù)具有裕量的條件下兼顧經(jīng)濟(jì)性。由于電力電子器件的應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛，具體應(yīng)用形式多種多樣，下面僅就晶閘管元件在整流電路和單項(xiàng)中頻逆變電路中的選擇加以說(shuō)明。
　　1、整流電路器件選擇
　　工頻整流是晶閘管元件最常用的領(lǐng)域之一。元件選用主要考慮其額定電壓和額定電流。
　?。?）晶閘管器件的正反向峰值電壓V_DRM和V_RRM：應(yīng)為元件實(shí)際承受最大峰值電壓U_M的2-3倍，即V_DRM/_RRM=（2-3）U_M。各種整流線路對(duì)應(yīng)的U_M值見(jiàn)表1。
　　（2）晶閘管器件的額定通態(tài)平均電流I_T（AV）：晶閘管的I_T（AV）值指的是工頻正弦半波平均值，其對(duì)應(yīng)的有效值I_RMS=1.57I_T（AV）。依照發(fā)熱相等的原則，按實(shí)際流經(jīng)器件的電流所產(chǎn)生的功耗小于器件允許最大功耗的原則選取器件，在簡(jiǎn)單計(jì)算中，可近似按實(shí)際電流有效值≤1.57I_T（AV）來(lái)選擇。為使元件在工作過(guò)程中不因過(guò)熱損壞，流經(jīng)元件的實(shí)際有效值應(yīng)在乘以安全系數(shù)1.5-2后才能等于1.57I_T（AV）。假設(shè)整流電路負(fù)載平均電流為I_d，流經(jīng)每個(gè)器件的電流有效值為KI_d，則所選器件的額定通態(tài)平均電流應(yīng)為：
　　I_T（AV）=（1.5-2）=K_fbI_d
　　K_fb為計(jì)算系數(shù)。對(duì)于控制角α=0^O時(shí)，各種整流電路下的Kfb值見(jiàn)表1。選擇元件I_T（AV）值還應(yīng)考慮元件散熱方式。一般情況下風(fēng)冷比水冷相同元件的額定電流值要低；自然冷卻情況下，元件的額定電流要降為標(biāo)準(zhǔn)冷卻條件下的三分之一。
　　表1：整流器件的最大峰值電壓U_M及通態(tài)平均電流計(jì)算系數(shù)K_fb

　　注：U₂為主回路變壓器二次相電壓有效值，單項(xiàng)半波電感負(fù)載電路帶續(xù)流二極管。
　　2、中頻逆變?cè)倪x擇
　　一般400Hz以上的工作條件下，應(yīng)考慮使用KK器件；頻率在4KHz以上時(shí)，可考慮使用KA器件。這里主要介紹一下并聯(lián)逆變電路中元件的選擇（見(jiàn)圖一）。
　　（1）元件正向和反向峰值電壓V_DRM、V_RRM
　　元件正向和反向峰值電壓應(yīng)取其實(shí)際承受最大正、反向峰值電壓的1.5-2倍。假設(shè)逆變器直流輸入電壓為U_d，功率因數(shù)為cosψ則：
　　V_DRM/_RRM=πU_d  /cosψ
　　（2）元件的額定通態(tài)電流I_T（AV）
　　考慮到元件在較高頻率下工作時(shí)，其開(kāi)關(guān)損耗非常顯著，元件的額定通態(tài)電流應(yīng)按實(shí)際流過(guò)其有效值I的2-3倍來(lái)考慮，即
　　I_T（AV）=（2-3）I/1.57
　　假設(shè)逆變器直流輸入電流為I_d，則所選器件I_T（AV）為
　　I_T（AV）=（2-3）×I_d/(1.57 )=(0.9-1.5) × I_d
　　（3）關(guān)斷時(shí)間t_q
　　并聯(lián)逆變線路中，KK元件的關(guān)斷時(shí)間選擇要根據(jù)觸發(fā)引前時(shí)間t_f和換流時(shí)間t_r來(lái)決定。一般?。?br /> 　　t_q=(t_f-t_r)/(3-4)
　　(當(dāng)功率因數(shù)為0.8時(shí)t_f約為周期的十分之一，t_r按元件di/dt小于或等于100A/μS來(lái)確定)
　　在頻率較高時(shí)，可通過(guò)減小換流時(shí)間t_r，并適當(dāng)犧牲功率因數(shù)增加t_f的方法來(lái)選擇具有合適t_q值的元件;
　　以上簡(jiǎn)略介紹了整流和逆變工作條件下元件的選擇。在許多情況下，除了元件的額定電壓、電流外，還要根據(jù)具體條件選擇元件的門(mén)極參數(shù)、通態(tài)壓降以及斷態(tài)電壓臨界上升率dv/dt和通態(tài)電流臨界上升率di/dt。
　　三、元件的保護(hù)
　　晶閘管元件的電壓和電流過(guò)載能力極差，尤其是耐壓能力，瞬時(shí)的過(guò)壓就會(huì)造成元件永久性的損壞。為了使元件能長(zhǎng)期可靠地運(yùn)行，必須針對(duì)過(guò)壓和過(guò)電流發(fā)生的原因采取保護(hù)措施。
　　1、過(guò)壓保護(hù)
　　晶閘管工作過(guò)程中可能承受的過(guò)壓主要有以下幾種：一種是由于裝置拉、合閘、負(fù)載打火等引起的過(guò)壓；一種是由于元件關(guān)斷時(shí)產(chǎn)生的關(guān)斷電壓；還有因雷擊等原因從電網(wǎng)侵入的浪涌電壓。為限制過(guò)電壓的幅值低于元件的正反向峰值電壓，可采取以下保護(hù)措施（見(jiàn)下圖）。
　　（1）在變壓器一次側(cè)接上避雷器，在二次側(cè)加裝阻容保護(hù)、硒堆、壓敏電阻等非線性電阻元件進(jìn)行保護(hù)。在整流直流側(cè)采取壓敏電阻和泄能保護(hù)裝置，以防止元件承受過(guò)電壓。
　?。?）在晶閘管陰陽(yáng)極兩端直接進(jìn)行保護(hù)。晶閘管關(guān)斷過(guò)程中主電流過(guò)零反向后迅速由反向峰值恢復(fù)至零電流，此過(guò)程可在元件兩端產(chǎn)生達(dá)正常工作峰值電壓5-6倍的尖峰電壓。一般建議在盡可能靠近元件本身的地方接上阻容吸收回路。電阻R選無(wú)感電阻，通常取5-30Ω；電容C通常在0.1-1μF，耐壓選元件耐壓的1.1-1.5倍。具體R、C取值可根據(jù)元件型號(hào)及工作情況調(diào)試決定。注意保證電阻R的功率，尤其在中頻逆變電路中，使之不會(huì)因發(fā)熱而損壞。
　　2、過(guò)流保護(hù)
　　晶閘管元件在短時(shí)間內(nèi)具有一定的過(guò)流能力，但在過(guò)流嚴(yán)重時(shí)，不采取保護(hù)措施，就會(huì)造成元件損壞。在線路設(shè)計(jì)和元件選擇時(shí)應(yīng)考慮負(fù)載短路和過(guò)載情況，確保在異常情況下設(shè)備能自動(dòng)保護(hù)。一般有以下幾種措施（見(jiàn)下圖）。
　?。?）在進(jìn)線中串接電抗器限制短路電流，使其他保護(hù)方式切斷電流前元件短時(shí)間內(nèi)不致?lián)p壞；
　?。?）線路采用過(guò)流檢測(cè)裝置，由過(guò)流信號(hào)控制觸發(fā)器抑制過(guò)流，或接入過(guò)流繼電器。
　　（3）安裝快速熔斷器。快速熔斷器的動(dòng)作時(shí)間要求在10ms以?xún)?nèi)，熔斷體的額定電流I_KR可按以下原則選取：
　　1.57I_T(AV)≥I_KR≥I_T
　　I_T(AV)為元件額定電流，I_T為元件實(shí)際工作電流有效值
　　四、晶閘管門(mén)極觸發(fā)
　　參數(shù)表中所給晶閘管I_GT、V_GT為能觸發(fā)元件至通態(tài)的最小值，實(shí)際使用中，晶閘管門(mén)極觸發(fā)I_GT、V_GT應(yīng)遠(yuǎn)大于此值。應(yīng)用中門(mén)極觸發(fā)電流波形對(duì)晶閘管開(kāi)通時(shí)間、開(kāi)通損耗以及di/dt承受能力，都有較大影響；
　　晶閘管的觸發(fā)參數(shù)與其所處的環(huán)境條件有十分密切的關(guān)系，門(mén)極觸發(fā)電壓和觸發(fā)電流時(shí)在25℃時(shí)的測(cè)試值，它們一般隨溫度升高而降低，隨溫度的降低而升高，因此在高海拔、低溫環(huán)境下工作，用戶需要注意合理運(yùn)用，保證器件的可靠工作。
　　在-40℃條件下，晶閘管的門(mén)極觸發(fā)電流值會(huì)比25℃時(shí)增加一倍以上，門(mén)極觸發(fā)電壓會(huì)增加約一倍，因此要保證設(shè)備可靠啟動(dòng)，并增強(qiáng)抗干擾性能，需要足夠強(qiáng)度的門(mén)極觸發(fā)電流，即采用極陡前沿的強(qiáng)觸發(fā)脈沖，同時(shí)對(duì)提高器件的di/dt性能、減小開(kāi)通時(shí)間和開(kāi)通損耗具有重要幫助。
　　建議使用的門(mén)極觸發(fā)條件為：
　　門(mén)極觸發(fā)電流幅值I_G=10I_GT ，（即I_G=2~5A,并小于10A)
　　門(mén)極觸發(fā)電流上升時(shí)間tr≤1μs，上升率：
　　門(mén)極觸發(fā)電流上升率：di/dt≥2A/µs。
　　五、散熱器與元件的安裝
　　元件的冷卻方式有加裝散熱器自然冷卻，風(fēng)冷和水冷等方式，為了使元件充分地發(fā)揮其額定性能并加強(qiáng)使用中的可靠性，除必須科學(xué)地選擇散熱器外還需正確地安裝。只有正確地安裝散熱器才能保證其與元件芯片間的熱阻R_j-hs滿足數(shù)據(jù)表中的要求。
　　在元件與散熱器的安裝時(shí)，應(yīng)注意以下事項(xiàng)：
　　1．散熱器的臺(tái)面必須與元件臺(tái)面尺寸相匹配，防止壓扁、壓歪損壞器件。
　　2．散熱器臺(tái)面必須具有較高的平整、光潔度。建議散熱器臺(tái)面粗糙度小于或等于1.6μm，平整度小于或等于30μm。安裝時(shí)元件臺(tái)面與散熱器臺(tái)面應(yīng)保持清潔干凈無(wú)油污等臟物。
　　3．安裝時(shí)要保證元件臺(tái)面與散熱器的臺(tái)面完全平行、同心。安裝過(guò)程中，要求通過(guò)元件中心線施加壓力以使壓力均勻分布在整個(gè)接觸區(qū)域。用戶手工安裝時(shí)，必須使用扭矩扳手，對(duì)所有緊固螺母交替均勻用力，壓力的大小要達(dá)到數(shù)據(jù)表中的要求。
　　4．在重復(fù)使用水冷散熱器時(shí)，應(yīng)特別注意檢查其臺(tái)面是否光潔、平整，水腔內(nèi)是否有水垢和堵塞，尤其注意臺(tái)面是否出現(xiàn)下陷情況，若出現(xiàn)了上述情況應(yīng)予以更換。
　　5. 特別注意：如果新更換的元件臺(tái)面尺寸大于原散熱器上元件臺(tái)面尺寸，則必須重新更換新散熱器。重復(fù)使用散熱器時(shí)，只能選用與原散熱器上元件臺(tái)面尺寸一樣或者比其臺(tái)面尺寸小的元件。
　　在使用中需注意，風(fēng)冷方式加裝散熱器后，一般要求風(fēng)速不低于6m/s；水冷方式要求水冷散熱器水流量不小于4×10³ ml/min，進(jìn)水溫度5℃-35℃,水質(zhì)ρ≤2.5KΩcm。
　　本公司可提供SS水冷系列和SF風(fēng)冷系列以及各類(lèi)非標(biāo)及組件散熱器，為元件配套使用。
　　根據(jù)元件通態(tài)額定平均電流推薦配置的標(biāo)準(zhǔn)型散熱器型號(hào)見(jiàn)下表。

　　其中SF系列風(fēng)冷散熱器是指在強(qiáng)迫風(fēng)冷(風(fēng)速≥6m/s)條件下的推薦配置，用戶在使用時(shí)應(yīng)根據(jù)實(shí)際散熱條件并考慮可靠性要求進(jìn)行選擇。對(duì)于1000A以上元件一般不推薦使用風(fēng)冷散熱器，若使用風(fēng)冷散熱器，則元件額定電流需降額使用。
　　用戶未作特別要求時(shí)，本公司所提供的成套元件都按標(biāo)準(zhǔn)配置安裝散熱器。