Защита тиристорных каскадов от выбросов напряжения.Продолжение
Из-за длительного времени выхода на рабочий режим (от 3 до 5 минут) очень неприятной нагрузкой является ртутная лампа (см. рис. 3.2). При этом ее максимальный ток может превышать установившееся значение в 3 раза. Схема ртутной лампы включает в себя дроссель, что дополнительно усложняет процесс коммутации. Лампа дневного света (флуоресцентная) имеет десятикратную разницу между током в момент включения и номинальным режимом при довольно большом времени установления около 10 секунд.
Электродвигатель — это классический пример индуктивной нагрузки. Его время выхода на режим составляет 0,2...0,5 с (может достигать и большего значения). При этом перегрузка по току обычно бывает от 5 до 10 раз (см. рис. 3.4).
Соленоид представляет собой еще более неприятную нагрузку. Он перегружает выходной ключевой элемент ТТР от 10 до 20 раз (см. рис. 3.5). Следует отметить, что индуктивность не облегчает жизнь и в момент выключения, когда возникают мощные выбросы напряжения, представляющие опасность для силового ключа.
Осциллограмма на контактах электромеханического реле (рис. 3.6) показывает трех — десятикратную перегрузку в течение одного — двух периодов сетевого напряжения.
Как уже отмечалось, одна из самых сильноточных нагрузок в
момент включения — это емкость. Импульсный ток через конденсатор больше номинального в 2040 раз в промежутке времени до двух периодов сети. Соотношение может достигать и большей разницы (зависит от сопротивления проводов, ограничения тока выпрямительными диодами, значения фильтрующих емкостей на выходе схемы выпрямления и др.).
Из вышесказанного понятно, что выбирать твердотельное реле надо не на номинальный ток нагрузки, а с учетом импульсного тока конкретной нагрузки и длительности времени перегрузки. Кстати, все это справедливо и необходимо учитывать при выборе обычного электромеханического реле или контактора.
Приведенные на рис. 3 осциллограммы следует рассматривать лишь в качестве ориентировочных. В литературе приводятся разные данные о временах включения нагрузок, поэтому очень желательно снять осциллограмму для конкретной схемы. Это позволит сделать корректный выбор элемента коммутации и применить правильные варианты его защиты от выбросов тока и напряжения.
СХЕМЫ ВКЛЮЧЕНИЯ ТВЕРДОТЕЛЬНЫХ РЕЛЕ ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯМИ
На рис. 4 показана упрощенная схема управления реверсом трехфазного электродвигателя переменного тока с помощью четырех твердотельных реле.
Время задержки сигнала Юме соответствует частоте сети 50 Гц. Резисторы Rl — R4 служат для устранения перегрузки при коммутации и выбираются для конкретной мощности электродвигателя.
Для управления двигателем постоянного тока необходимо четыре ТТР, предназначенных для коммутации постоянного напряжения (см. рис. 5).
В таблице на рис. 5 показано состояние каждого твердотельного реле для возможных режимов электродвигателя постоянного тока.
АНАЛОГИ ТВЕРДОТЕЛЬНЫХ РЕЛЕ ОТ РАЗНЫХ ПРОИЗВОДИТЕЛЕЙ
В таблице 1 приведены основные выходные параметры ТТР фирм HONGFA и близких серий компаний CRYDOM и International Rectifier (IR).
К выбору аналога конкретного ТТР следует подходить с определенной долей творчества. Во многих случаях полного аналога, совпадающего с исходным компонентом на 100%, просто не существует — следует выбрать компромиссный вариант с запасом по параметрам, внимательно изучив документацию ТТР для близких по параметром серий. Таблица 1 ориентирует только на конкретную аналогичную серию у разных производителей.
ВАЖНАЯ ИНФОРМАЦИЯ ПРИ ВЫБОРЕ ТВЕРДОТЕЛЬНОГО РЕЛЕ
При выборе и заказе ТТР необходимо внимательно изучить фирменную документацию (datasheet), обращая внимание на возможные опции в каждой конкретной серии реле. Например, для серии HFS15 возможны следующие варианты исполнения (см. рис. 6):
• Р — произвольное включение (Random Turn-On), Z — включение при нулевом уровне (Zero cross turn-on);
• опция для номинального напряжения на нагрузке (240 или 380 VAC);
• максимальный ток нагрузки (10, 15, 20, 25 или 40 А);
• наличие светодиодной индикации.
Для других серий кодировка опций может отличаться.
Подробную информацию о твердотельных реле HONGFA можно найти на сайте производителя www.hongfa.com. Технические характеристики ТТР CRYDOM и IR — на сайтах www. crydom.com и www.irf.com.
Компания International Rectifier, мировой лидер в области силовой электроники, анонсировала новые 60- и 75-вольтовые MOSFET-тран-зисторы, которые оптимизированы для применения в цепях синхронного выпрямления в импульсных источниках питания. Также эти приборы можно использовать в качестве ключевых элементов в низковольтных приводах. Новые MOSFET-транзисторы IRFB/ S/SL3206, 3306, 3207Z и 3307Z позволяют улучшить технические характеристики синхронного выпрямителя и всего источника питания в целом, благодаря уменьшенному сопротивлению открытого канала (RDS-on). Максимальное RDS-on для серии новых 75-вольтовых приборов — от 4,1 мОм до 5,8 мОм, а для серии 60-вольтовых — от 3 мОм до 4,2 мОм. Новые транзисторы доступны в корпусах ТО-220, D2Pak и ТО-262.
Новые MOSFET-транзисторы могут быть использованы совместно с ИС серии «SmartRectifier» для синхронного выпрямления IR1167. На сайте компании www.irf.com доступна on-line версия программы для упрощения расчета синхронного выпрямителя на базе IR1167. При расчете в такой программе, исходя из входных данных, Вам будет предложено несколько вариантов решений с указанием их характеристик и ориентировочной стоимости.
|
