Linh kiện bán dẫn nói chung và bán dẫn công suất nói riêng, rất nhạy cảm với sự thay đổi của điện áp. Những yếu tố ảnh hởng lớn nhất tới van bán dẫn mà chúng ta cần có phơng thức bảo vệ là:
- Điện áp đặt vào van lớn quá thông số của van.
- Xung điện áp do chuyển mạch van.
- Xung điện áp từ phía lới xoay chiều, nguyên nhân thờng gặp là do cắt tải có điện cảm lớn trên đờng dây.
- Xung điện áp do cắt đột ngột biến áp non tải.
Để bảo vệ cho van khi làm việc dài hạn mà không bị quá điện áp, chúng ta cần chọn đúng các van bán dẫn theo điện áp ngợc.
Bảo vệ xung điện áp do quá trình đóng cắt các van đợc dùng bằng các mạch R - C mắc song song với các van bán dẫn. Sơ đồ đơn giản của loại mạch này mô tả nh hình vẽ. Khi có sự chuyển mạch, do phóng điện từ van ra ngoài tạo nên xung điện áp trên bề mặt tiếp giáp van. Mạch R - C mắc song song với van bán dẫn tạo mạch vòng phóng điện tích quá độ trong quá trình chuyển mạch van. Có thể tính đợc các thông số của R và C hoặc ngời ta có thể chọn gần đúng R = (5 ữ 30) Ω, C = (0,5 ữ 4)àF Lơng Thế Vinh _TĐH2 _K46 29 R T C C C C C D2 D4 D6 D1 D3 D5 R 0 0 1 1 2 2 3 3 4 54 5 R 0 0 1 1 2 2 3 3 4 54 5 R R2 R1 a. b. c.
Bảo vệ thiết bị điện tử khỏi chọc thủng do xung điện áp.
Để bảo vệ xung điện áp từ lới điện, chúng ta mắc song song với tải ở đầu vào một mạch R - C, nhằm lọc xung nh mô tả trên hình b. Khi xuất hiện xung điện áp trên đờng dây, nhờ có mạch lọc này mà đỉnh xung gần nh nằm lại hoàn toàn trên điện trở đờng dây. Trị số R,C phụ thuộc nhiều vào tải. Có thể chọn R và C trong khoảng R = (5 ữ 20)Ω, C = 4àF.
Để bảo vệ van do cắt đột ngột biến áp non tải, trong đa số các bộ biến đổi ngời ta thờng mắc một mạch R-C ở đầu ra một chỉnh lu cầu ba pha phụ bằng các diod công suất bé, nh mô tả trên hình c. Trị số tụ C trong trờng hợp này có thể đợc tính:
Trong đó: Ià - Dòng điện từ hoá biến áp %;
I2;U2 - Dòng điện, điện áp thứ cấp biến áp;
KTU - Khả năng tăng điện áp cho phép của van, thờng đợc chọn KTU = 1,25 ữ 1,5.
Thông thờng trị số tụ thờng chọn trong khoảng 10 ữ 200 àF.
Biên độ điện áp xung khi đóng biến áp nhỏ hơn nhiều so với khi cắt do đó mạch trên cho phép bảo vệ quá điện áp trong cả hai trờng hợp này.
Mạch R1C1 bảo vệ quá điện áp do tích tụ điện tích
Mạch R2C2 bảo vệ quá điện áp do cắt BA không tải gây ra 2 2 2 1 30 U I K I C Tu − = à