可控硅之死-烧龟炸龟击穿龟,本人新手,对可控硅有些初步认识,做些简单总结。
可控硅相对价格低廉和过流能力强,所以相当部分的坛友选择它作为开关。由于应用在近乎短路放电的极端条件下,也有不少可控硅变成了烧龟、炸龟、击穿龟。经常导致可控硅损坏的原因有:电压、电流、dv/dt、di/dt、触发信号不良等
可控硅之死1——反向击穿
反向击穿,一般情况下是保护措施失效,例如续流二极管失效、虚焊等,瞬间反向高压,超出承受反向电压的极限,产生击穿。
可控硅之死2——电流过载
此种死法,吧唧一下,散热器一片黑,一般出现在像我这样的新手手上,一般是错误估算电流没考虑空载导致,也有可能是电感出现磁通饱和(磁阻式容易出现),瞬间产生过大的电流。这种情况通过计算和模拟,调整电容容量和线圈电感的搭配,选用性能合适的可控硅,一般可以避免。
可控硅之死3——触发信号不良
激励不足或斜波式的触发电压,有可能造成功率可控硅处于临界导通边缘,并造成主负载电流流经触发回路引起的损坏。 设计电路的时候,不光要考虑主电路的各种参数,也要考虑触发信号的稳定和抗干扰能力,通过设计合理的触发电路、避免干扰和选择可靠的元器件来避免这种情况发生。
可控硅之死4——电流上升速率di/dt过高
感应加速,要求有相当高的脉冲电压、电流上升速率,以达到较为理想效果。然而可控硅本身的开通机理,给在大功率陡脉冲方面应用造成一个很大的麻烦。可控硅的导通过程是这样的,首先是靠近阴极的局部位置发生导通,然后这个导通区域以0.005-0.1mm/微秒的速度横向扩张,经过几微秒甚至几十微秒才扩张完毕完成完全的导通,由于导通区扩张需要时间,所以刚开始导通的时候,导通的面积是很小的,电流集中在这个导通区域里面通过。如果在从导通到完全导通的这段时间里,通过的电流增长到一个很大的值的话,导通区还没来得及扩张,大密度的电流集中通过这个导通区,导致局部产生强烈发热,以至于控硅烧毁。所以使用晶闸管,都要注意di/dt的允许值。不同的晶闸管有不同的额定di/dt,这跟晶闸管的设计和生产工艺有关。例如良好的栅极形状设计,也能让晶闸管更适应大功率脉冲环境。
以上,
来到科创三年多一点了吧,现在正式开始筹划第一个电磁加速作品,材料慢慢攒钱购买,花钱肯定得不少,呵呵。第一次发表整理的知识。论坛里的大神高手老手们多指点下哦!
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