晶闸管保护

晶闸管或SCR是一个复杂的半导体器件，因此在操作期间的保护是需要处理的非常重要的方面。对于晶闸管，通常表示该装置在指定额定值下进行操作时以有效的方式操作。

在这里的内容中，我们将详细的看到来自哪些条件晶体闸流管需要受到保护，采用技术。但之前，必须正确了解晶闸管的结构特征和晶闸管的工作。

基本的可控硅保护

我们一开始就说过，设备必须在一定的范围内运行。但是当设备超过规定的额定值时会发生什么?

我们都知道，没有一个设备是理想的，在实际的基础上，在运行过程中可能会引入过电压或过电流条件。其中一些条件是:

1. 当SCR打开然后di / dt可以是相当大的设备无法处理。
2. 价值很高DV / DT.导致器件的意外触发(即，没有门脉冲的存在)。
3. 有时在门极阴极端存在不需要的信号也会触发该器件。

以上所讨论的条件都不适合晶闸管的可靠运行，因此必须对其进行防护。

各种可控硅保护方案如下：

• di / dt保护
• DV / DT保护
• 过压保护
• 过流保护
• 门保护

现在让我们分别理解每一个。

di / dt保护

我们知道di/dt等于电流随时间的变化率。在晶闸管的正向偏置状态下，在栅极信号的存在下，晶闸管开始导通。基本上，在这种情况下，阳极电流的流动发生在器件的栅极阴极结附近，并以稳定的方式进一步扩散到整个结。

这里需要注意的是，晶闸管的设计必须使电流迅速地延伸到整个区域。

在这种情况下，阳极电流的上升速度相对高于移动载波的传播速度。那么在结处的高电流密度将导致在栅极区域附近产生局部热点。局部热点的产生会引起器件内部的局部发热，这可能会破坏晶闸管。为了解决这个问题，当晶闸管接通时，di/dt必须在规定的范围内。

方法来限制电流

使用与阳极电路形成串联连接的小电感有助于限制DI / DT。电感器有助于将DI / DT保持在阈值．我们知道它是电感器的属性，以反对最新的变化。

所以，假设v_年代电感器上的电压是电感器上的电压，

因此，电感值越高，电流变化率就越低。

由于损坏晶闸管的主要原因是局部热点的形成，因此，如果电流迅速扩散到所有地区，则本地热点不会形成。为此，必须大约围绕其最大指定值的值应用栅极电流但不超过该值。

DV / DT保护

由于晶闸管的阳极和阴极的正向施加电位，两个外部结向前偏置，但中间结将反向偏置。由于在这个结附近的耗尽区存在电荷，所以它充当一个电容器，结电容为C_j．如果施加的阳极-阴极电压出现在包含电荷Q的耗尽区，则充电电流I_c将以下列方式给予:

连接电容C._j是不变的，那么dC_j/ dt将为零。因此，

由上式可知，正向电压上升的速率对充电电流I有影响_c，当两个两者彼此直接成比例。这里，充电电流充当栅极电流，即使在没有实际栅极脉冲的情况下，也可以作为栅极电流并打开SCR。如此，电流与施加电位的变化率相关联，因此即使是小的变化也可以转动设备。

处理假触发的方法

要处理此操作，使用缓冲电路。下图显示了缓冲电路，其中电阻器和电容器的串联组合与给定配置中的SCR并联连接。

这里在该电路电容器中可以处理错误触发。当开关S在电路中关闭时，然后施加电压出现在电路上。流动电流将通过电容旁路，晶闸管跨越液位为零。当时，电压将在电容器上积聚，因此将保持SCR的指定的DV / DT额定值。因此，这将导致阻止设备的意外打开。但问题出现了 -

为什么需要一个电阻和一个电容串联在一起?

从上面讨论的过程可以清楚地看到，施加的电压对电容器c充电。但当施加栅极脉冲和可控硅时，电容器开始通过可控硅放电。由于这将是一个低电阻的路径，过多的电流可能会破坏晶闸管。为了防止这种损坏，必须限制放电电流，并且对于相同的额定高功率电阻R，与C串联放置。

这里必须根据实际情况选择合适的参数，并对其进行调整，以获得合适的结果。

过压保护

从过电压保护晶闸管是主要问题之一。当这些器件经受高电压时，由于反向击穿，有误操作的机会如误操作，例如对装置的不寻常接通或永久性损坏。在晶闸管的情况下，过电压可以是两种类型：

1. 内部过电压：有时，当发生晶闸管的换热时产生高内部电压。即使当阳极电流变为零时，存储的电荷也反转阳极电流。一旦达到了这种反向恢复的峰值，SCR开始阻止。在获得峰之后，电流进一步开始随着电流的大变化而降低。
   电路中电感的存在将产生一个大的瞬态电压，这个电压比器件的击穿电压要高得多，这可能会对器件造成永久性的损坏。
2. 外部过电压：外部过压与通过电感电路的电流流中的中断相关联。而且，在经过照明时向晶闸管提供电源的线路导致过电压。在晶闸管的开启期间，由于其中大量故障电流流动，大量过压出现了大的过压。这种高压通过引起反向故障来损坏晶闸管。因此，必须避免或抑制以防止损坏。

过流保护

可控硅具有较低的热时间常数。因此，错误的条件导致过流，因此在接点的温度变得高于规定的值。从而摧毁这个装置。因此，过流保护是十分必要的。因此，断路器或熔断器必须能抵抗超过额定值的电流。

然而，要适当地考虑所需措施的系统类型。对于弱电源网络，通过将源阻抗保持在SCR的浪涌电流额定值下方，故障电流受到限制。这意味着使用传统的保险丝和断路器来处理过电流。

这里应注意，操作必须通过确保在过电流可能损坏设备之前，必须控制它，并且必须隔离有故障的分支。

门保护

当我们处理晶闸管保护时，从过电压和过电流保护门电路的保护是非常重要的方面。我们已经讨论过，当过电压存在时，它会导致晶闸管的错误触发。虽然由于过电流，但是连接温度可能会升高，装置损坏。

此外，当电源电路中存在瞬态时，在门端会出现杂散信号。因此，可控硅通过不需要的门触发进入。因此，为了保护栅极端子不受这些动作的影响，屏蔽电缆被用于栅极保护。这种电缆的存在降低了感应电动势的机会，因此，不必要的触发晶闸管在很大程度上被最小化。

因此，完整的可控硅保护电路与上述所有讨论的措施，上述显示。