晶闸管如何保护和容量扩展，双向晶闸管如何对接单片机，晶闸管功率模块的测试分析

　　晶闸管的保护保护方法以及容量扩充方法：

　　由于晶闸管过载能力较差，短时间的过电压或过电流就可能导致其损坏。虽然选择晶闸管时要合理地选择元件参数并留有安全裕量，但仍需针对晶闸管的工作条件采取适当的保护措施，确保晶闸管装置正常运行。

　　1、 过电压保护

　　过电压产生的原因主要是操作过电压、浪涌过电压。按过电压保护的部位来分，有交流侧保护、直流侧保护和元件保护等几部分，如图所示。

　　图晶闸管装置可采用的过电压保护措施

　　1-避雷器;2-接地电容;3-交流侧阻容保护;4-整流式阻容保护;5-硒堆保护;

　　6-交流侧压敏电阻保护;7-直流侧阻容保护;8-直流侧压敏电阻保护

　　① 交流侧操作过电压保护：如图1中的环节3-阻容吸收保护。其中阻容吸收电路的接线方式如图所示。

　　图交流侧阻容保护的几种接法

　　②交流侧浪涌过电压保护：如图1中的环节5-硒堆（可多次使用）、6-压敏电阻（一次性使用）。

　　硒堆由成组串联的硒整流片构成。硒片击穿时，表面会烧出灼点，但浪涌电压过去之后，整个硒片自动恢复正常保护功能。硒堆体积大，长期放置不用会失效。

　　压敏电阻正常工作时，漏电流仅是微安级;当浪涌电压来到时，反应快，可通过数千安培的放电电流。因此，抑制过电压的能力强。加之它还有体积小、价格便宜等优点，是一种较理想的保护元件。保护接线方式如图所示。压敏电阻的主要缺点是持续的平均功率太小（仅数瓦），如果正常工作的电压超过它的额定电压，很短时间就会因过热而损坏，因此不宜应用于那些频繁出现过电压的场合。

　　图压敏电阻的几种接法

　　③直流侧过电压保护

　　直流侧保护可采用与交流侧保护相同的方法，如图所示。对于容量较小的装置，可采用阻容保护抑制过电压;如果容量较大，应选择硒堆或压敏电阻保护。

　　2、过电流保护

　　凡流过晶闸管的电流大大超过其正常工作电流时，都叫过电流。

　　过电流产生时，如无保护措施，晶闸管会因过热而损坏。因此要采取过流保护措施，在晶闸管未损坏之前就迅速地把过电流消除。常用的过流保护措施如图4所示，可以根据实际情况选择其中一种或数种做晶闸管装置的过流保护。各过电流保护措施的作用分别为：

　　① 在交流进线中串联电抗器（无整流变压器时）或采用漏抗较大的变压器是限制短路电流、保护晶闸管的有效措施，但负载时电压有所下降。

　　② 在交流侧设置电流检测装置，利用过电流信号去控制触发器，使触发脉冲快速后移（即α 角增大）或瞬时停止使晶闸管关断，从而抑制了过电流。但在可逆系统中，停发脉冲后会造成逆变失败，因此多采用脉冲快速后移的方法。

　　③ 交流侧经电流互感器接入过流继电器或直流侧接入过流继电器，如图中的环节2、6 所示，可以在过电流时动作，断开输入端自动开关，其整定值必须与晶闸管串联的快速熔断器的过载特性相适应。

　　图晶闸管装置可能采取的过电流保护措施

　　1-进线电抗器;2-电流检测和过流继电器;3-交流侧快熔;

　　双向晶闸管如何对接单片机：

　　用单片机控制工频交流电，最方便的是采用双向晶闸管。为避免晶闸管导通瞬间产生的冲击电流带来的干扰和对电源的影响，可以采用过零触发的方式。

　　过零触发双向晶闸管触发电路

　　晶闸管功率模块测试方法：

　　（1）晶闸管外形及原理、符号图

　　图单向晶闸管外形及原理与符号图

　　图双向晶闸管原理与符号

　　单、双向晶闸管虽然在结构和原理上稍有不同，但测试方法是一样的，而且大功率模块，为单向晶闸管。对晶闸管模块，完全可以在线检修其好坏。

　　（2）测试方法

　　图晶闸管测试连线示意图

　　晶闸管的导通管压降约为1V，触发电压一般在1~4V以内，因而可将恒压源空载电压调至10V以下，如6V，恒定电流根据所测试器件的功率而定，对于功率模块，可送入3A左右的电流。

　　将红夹子接晶闸管的阳极，黑夹子接阴极，用导线短接一下A、G极，此时显示晶闸管导通电压降和导通电流值。注意，测量塑封小功率晶闸管时，可送入百毫安级电流，测试时间不要太长，以免过热烧毁。测试大功率模块时，可送入较大测试电流。

　　若出现不能触发，或导通压降太大的现象，说明晶闸管性能变差或损坏。

　　测量双向晶闸管的方法，与图7连线方式是一样的。