摘要：介紹了晶閘管交流開(kāi)關(guān)模塊的結(jié)構(gòu)、技術(shù)參數(shù)和應(yīng)用領(lǐng)域，說(shuō)明了模塊的過(guò)電流與過(guò)電壓保護(hù)的方法以及散熱器的選擇。 關(guān)鍵詞：晶閘管交流開(kāi)關(guān)模塊；過(guò)電流保護(hù)；過(guò)電壓保護(hù)；散熱器選擇 1前言 自1957年發(fā)明晶閘管以來(lái)，由于它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便和性能穩(wěn)定可靠，因此，已大量用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)各領(lǐng)域，為工業(yè)發(fā)展、技術(shù)進(jìn)步和節(jié)約能源發(fā)揮了重大作用。目前，晶閘管的制造工藝和應(yīng)用技術(shù)已相當(dāng)成熟，正向著體積更小、重量更輕、結(jié)構(gòu)更緊湊、可靠性更高、內(nèi)部接線電路各異和功能不同的模塊化方向發(fā)展，也出現(xiàn)了把移相觸發(fā)系統(tǒng)、保護(hù)系統(tǒng)和晶閘管芯片混合集成在同一外殼內(nèi)的，所謂的各種“晶閘管智能模塊”。本文將簡(jiǎn)要介紹由常州瑞華電力電子器件有限公司開(kāi)發(fā)成功的獲國(guó)家專利、國(guó)家級(jí)重點(diǎn)新產(chǎn)品——帶過(guò)零觸發(fā)電路的晶閘管交流開(kāi)關(guān)模塊（以下簡(jiǎn)稱交流開(kāi)關(guān)模塊）的結(jié)構(gòu)工藝、應(yīng)用場(chǎng)合、過(guò)流和過(guò)壓保護(hù)以及散熱選配等技術(shù)問(wèn)題。 2結(jié)構(gòu)工藝、應(yīng)用領(lǐng)域及技術(shù)參數(shù) 交流開(kāi)關(guān)模塊是一種四端無(wú)觸點(diǎn)的電子開(kāi)關(guān)，它由二個(gè)反并聯(lián)晶閘管芯片和一個(gè)過(guò)零觸發(fā)電路組成，并混合集成在同一個(gè)絕緣樹(shù)脂外殼內(nèi)，如圖1所示。形成輸入、輸出端與銅底板之間絕緣的絕緣型模塊，其絕緣耐壓≥2500vrms。當(dāng)輸入端施加觸發(fā)信號(hào)后，其主電路即呈導(dǎo)通狀態(tài)，而無(wú)觸發(fā)信號(hào)時(shí)，即呈阻斷狀態(tài)，但因觸發(fā)電路是過(guò)零觸發(fā)，所以輸出器件的導(dǎo)通時(shí)刻將延遲到交流正弦波電壓零點(diǎn)交越附近（一般為±10v左右），其工作波形如圖2所示。由圖2可見(jiàn)，當(dāng)ωt=ωt1時(shí)加輸入控制電流后，晶閘管未立即導(dǎo)通，直到電源電壓零點(diǎn)交越附近（即±10v左右），晶閘管才導(dǎo)通，負(fù)載才流過(guò)電流。當(dāng)ωt=ωt2時(shí)停止輸入控制電流，晶閘管不立即關(guān)斷，直至電源電壓零點(diǎn)交越附近（即±10v左右），負(fù)載電流才停止，這樣，負(fù)載電流為正弦波，減少了對(duì)電網(wǎng)的干擾。

     圖3是交流開(kāi)關(guān)模塊簡(jiǎn)略結(jié)構(gòu)示意圖。圖中銅底板采用預(yù)彎技術(shù)，使其經(jīng)熱焊后仍能很好地與散熱器接觸，從而大大減少了模塊的接觸熱阻。采用既絕緣又導(dǎo)熱的dbc陶瓷板，一方面使模塊熱阻降低，提高了它的載流能力，另一方面使模塊的主電極和控制電極與銅底板之間有≥2500vrms的絕緣耐壓，因此可以把幾個(gè)交流開(kāi)關(guān)模塊同時(shí)安裝在同一接地的散熱器上，使用方便、安全，大大縮小了裝置的體積。晶閘管芯片均采用進(jìn)口的玻璃鈍化方形芯片，使模塊電參數(shù)一致性好，可靠性高。模塊采用rtv硅橡膠、彈性硅凝膠和環(huán)氧樹(shù)脂等多重密封保護(hù)，使模塊的氣密性和耐潮濕性能提高，從而使模塊能長(zhǎng)期穩(wěn)定可靠地運(yùn)行。 過(guò)零觸發(fā)電路做在一塊多層的pcb板上，并安置在功率器件的上面，電路板涂有rtv絕緣硅橡膠，以提高板上高低壓之間的絕緣性能。過(guò)零觸發(fā)電路采用先進(jìn)的光耦合器件，內(nèi)置集成的過(guò)零檢測(cè)電路，光電隔離技術(shù)使模塊靜態(tài)dv/dt能力強(qiáng)，輸入控制端與輸出功率端之間的絕緣耐壓高達(dá)7.5kv，克服了以往觸發(fā)方式易受電網(wǎng)電壓波動(dòng)和電源波形畸變的影響，使輸出波形為正弦，波形無(wú)畸變，電磁干擾小、無(wú)噪音。觸發(fā)電路簡(jiǎn)單可靠，調(diào)整輸入控制電路的輸入電阻值，可以適應(yīng)不同輸入電壓（5v、12v、24v）的要求，但輸入控制電流必須控制在12ma左右，可使觸發(fā)器件的壽命成倍提高。 交流開(kāi)關(guān)模塊與機(jī)械式開(kāi)關(guān)相比，具有體積小、重量輕、開(kāi)關(guān)速度快、靈敏度高、動(dòng)作無(wú)噪音、防爆、無(wú)火花、壽命長(zhǎng)、免維護(hù)、耐振動(dòng)、抗沖擊、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。因此，它已被廣泛用于計(jì)算機(jī)的外圍接口和裝置上，用于恒溫控制、交流電機(jī)控制、調(diào)功、電磁閥控制、單相和三相交流無(wú)觸點(diǎn)電力開(kāi)關(guān)、數(shù)控機(jī)械、遙控和各種工業(yè)自動(dòng)化裝置以及晶閘管投切電容器型（tsc）靜止無(wú)功補(bǔ)償?shù)葓?chǎng)合，這對(duì)解決機(jī)電一體化、小型化、自動(dòng)化、抗干擾、防爆等提供了可靠的器件物質(zhì)基礎(chǔ)。 交流開(kāi)關(guān)模塊的主要技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表1。 3過(guò)電流和過(guò)電壓保護(hù) 晶閘管交流開(kāi)關(guān)模塊的過(guò)電壓和過(guò)電流保護(hù)與分立晶閘管的保護(hù)方法一樣。模塊過(guò)流保護(hù)可以采用外接快速熔斷器，傳感器和快速過(guò)流繼電器等方法，但一般常用方法是外接快速熔斷器，圖4是其接法�？烊鄣倪x用原則是其額定電壓應(yīng)略大于電路的正常工作電壓，如380v電壓選用500v的快熔；其額定電流應(yīng)按它所保護(hù)模塊實(shí)際通過(guò)的電流ir（rms）來(lái)選配，而不是根據(jù)模塊的標(biāo)稱額定電流值來(lái)選配快速熔斷器。 模塊過(guò)壓保護(hù)一般采用阻容吸收和壓敏電阻并用方式。對(duì)于持續(xù)時(shí)間較短，能量不大的過(guò)電壓，一般采用在模塊兩端并聯(lián)阻容吸收電路的方法，吸收電容把過(guò)電壓的電磁能量變成靜電能量存貯，吸收電阻除可防止電路振蕩外，還可限制晶閘管導(dǎo)通時(shí)電容放電產(chǎn)生的開(kāi)通損耗和di/dt值，