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功率器件的保护措施有哪些

11/25 16:50 作者:eefocus_3880508
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功率器件,也被称为电力电子器件,简单来说,就是具有处理高电压、大电流能力的功率型半导体器件。由于早期主要用于电力设备的电能变换和控制电路方面,因此得名“电力电子器件”。下面小编给大家介绍一下“功率器件的保护措施有哪些”

1.功率器件的保护措施有哪些

1、保险丝法

这是一种传统的保护方法。保险丝常串接在电路的电源输入端用以控制整个电路的总电流。其工作原理是靠电路出现故障后增大的故障电流流过保险丝时导致其发热升温自行熔化,以切断电源供给达到保护目的。保险丝法有实施简单、维护容易、成本低,保护时电源切断彻底等优点,所以被广泛应用在目前所有的电子电路和电子设备中。

不过,由于保险丝中流过的是电路的总电流,单只功率半导体器件中工作电流的变化不足以引起其有效反应;加之保险丝熔化速度慢,只能在功率半导体器件损坏后或电路恶性短路故障发生后故障电流成倍增加之后才会熔断,所以,只能起到防止故障进一步扩大的作用,对功率半导体器件起不到保护作用。

2、检测主电路电流法

该方法是在主电路电源输入端串联接入检测元件(检测电阻、互感器等),通过检测电路中总电流在检测元件上的电压降或电流大小获得相应电流或电压信号,经过电路放大处理,与保护电路的动作阈值比较,决定保护与否;

该保护方法由于采用了电子技术,和保险丝法相比其灵敏度和反映速度都得到了提高,不过这种方法依然检测的是电路的总电流,而故障功率半导体器件的工作电流只是总电流的几分之一甚至几十分之一,其变化不足以引起保护电路有效反应。

所以该方法总是在故障电流形成之后才有响应,造成检测结果和保护动作的滞后,根本适应不了对功率半导体器件的保护要求。所以该保护方法和保险丝一样,只能在功率半导体器件已经损坏和恶性过流故障发生后起到防止故障进一步扩大的作用。对功率器件的保护仍无能为力。

3、检测功率器件工作电流法

这是目前比较常用的功率半导体器件保护方法,对功率半导体器件有一定的保护作用。该方法是在被保护的功率半导体器件工作电流通路中串入检测元件(电阻或电流互感器等),通过检测被保护器件的工作电流在检测元件上的电流或电压信号,再经电路处理获得故障信号,通过保险丝或关断电源等方法进行保护。

检测功率器件工作电流法的工作原理和线路结构与检测主电路电流法相同,不同的是检测对象是被保护器件的工作电流,所以灵敏度比检测主电路电流法要高,效果也要好。如果该方法是采用电子器件关断电流通路来实施保护,就能在管子发生过流故障后起到一定保护作用。

4、并联式检测功率器件电压法

顾名思义,这种方法就是保护电路与被保护功率器件并联连接,通过检测被保护器件工作时的电压来获得信号,根据电压情况判断电路是否出现故障,保护方法采用就地式保护方式,即通过强行切断被保护功率器件本身的控制信号,迫使其停止工作以实现对其的保护。(检测被保护器件的电压,直接对被保护器件实施保护)

5、并联式检测工作压降法

由于功率半导体器件本身导通电阻的存在,任何情况的过载过流都会引起其饱和压降或工作压降的增大,即不管半导体器件的工作状态如何,通过其任何大小的电流时器件本身都会有一个对应的工作电压降值;监视和监测功率半导体器件导通时的电压降,根据其电压降的大小即可判断过流过载的情况和程度。

该方法的工作原理和连接方法与并联式功率器件工作状态电压检测法相同,所以也具有并联式检测功率半导体器件工作状态电压法的所有优点;区别是该方法对被保护器件的工作电压进行定量检测,因而对工作状态的测量和故障的判断更准确。该方法可以对功率半导体器件的激励不足、过流过载、负载短路故障进行检测并实施保护,效果非常理想。

功率器件的保护措施有哪些

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