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1、電力半導體器件的測試安全及原理和方法10/4/20211測試安全注意事項高壓測試設備在運行過程中會產(chǎn)生高溫高電壓,因此操作不當或者防護不當,會影響工作人員的安全。為了測試安全運行、保障操作人員的人身安全,必須嚴格遵守安全規(guī)定。10/4/202121.測試工作人員要具有強烈的事業(yè)心和工作責任感,嚴格執(zhí)行操作規(guī)程。2.測試工作人員上崗前必須進行專門培訓,取得上崗證后方能進行獨立操作。3.測試工作人員進入工作崗位必須穿戴好防護用品。4.測試人員應注意防止高溫燙傷,并做好高溫標識。10/4/202135.測試加高
2、壓前,工作人員必須對各種安全聯(lián)鎖裝置進行檢查,以確保它們處于有效的工作狀態(tài)。6.各種系統(tǒng)聯(lián)鎖和安全聯(lián)鎖裝置是為了保障測試能安全可靠運行及工作人員的人身安全的,不得隨意改動或短路。7.測試時嚴禁進入標有“高壓止步”警示的區(qū)域。8.測試運行時,發(fā)現(xiàn)異常,應立刻停機,通知維修人員進行檢查、維修。9.非測試工作人員因工作需要進入測試樓,必須遵守本安全規(guī)程,并服從工作人員的指揮,不得觸動設備上的任何按鍵和開關(guān),以免發(fā)生意外。10/4/20214概述電力半導體器件是由整流二極管(ZP),反向阻斷三極晶閘管(KP),快速整
3、流二極管(ZK),快速晶閘管(KK),非對稱晶閘管(KF),逆導(KN),雙向(KS),可關(guān)斷(GTO/IGCT)等組成。10/4/20215應用1.整流——把交流電變成直流電2.逆變——把直流電變成交流電3.變頻——把一種頻率的交流電變成另一種頻率的交流電或把一種固定頻率的交流電變成可以連續(xù)變化的交流電。例如交流電機用的變頻器。4.交流開關(guān)——接通或切斷交流電路5.直流開關(guān)——接通或切斷直流電路10/4/20216測試原理及方法通態(tài)電壓測試原理圖10/4/20217電路原理當K合上,交流220V就加在TB原
4、邊,調(diào)節(jié)TB,變壓器B付邊二極管D1,R1向電容C充電,待C充至一定電壓時,觸發(fā)K1,被試元件,電容C經(jīng)K1,電感L,被試元件,分流器FL放電。輸出一近似正弦的電流波形,從FL可測得ITM,從被試元件可測得VTM。調(diào)節(jié)TB,使ITM恰好等于被測元件所需電流值,記錄下VTM值,該值就是要測的值。電流脈寬在1~10ms范圍選擇,以使被測器件完全開通和防止超過器件額定di/dt值。10/4/20218通態(tài)伏安特性(ITM~VTM)差異僅是通態(tài)峰值電流至額定通態(tài)平均電流值的4、5倍以上;通常我們給出的是Tjm下的,下
5、面給出25℃和Tjm二條伏安特性。我們知道元件的壓降由三部分組成:PN結(jié)壓降呈現(xiàn)負溫度系數(shù),體壓降,接觸壓降呈現(xiàn)正溫度系數(shù)當Tj升高,I較小時,PN結(jié)壓降起主要作用,∴高溫壓降比常溫??;I大時,體壓降、接觸壓降起主導作用,高溫壓降比常溫大。因此我們可以看到伏安特性隨結(jié)溫而變化,并且總有一個交點。10/4/20219斷態(tài)和反向峰值電流IDRM、IRRM10/4/202110實用電路【斷態(tài)和反向不重復峰值電壓(VDSM,VRSM)與斷態(tài)和反向重復峰值電流IDRM、IRRM原理電路等均相似,差異是:脈沖重復頻率:單
6、次脈沖,或發(fā)熱效應可以忽略的低重復頻率】斷態(tài)和反向峰值電流IDRM、IRRM10/4/202111220V電源經(jīng)全波可控整流器BR加壓在自耦調(diào)壓器TB原邊(只要KP導通),付邊輸出電壓加在高壓變壓器B的原邊,于是B付邊輸出高壓,此時波形仍是交流全波。我們利用整流管正向?qū)ǚ聪蜃钄嗵匦?,正向串入D1,反向串入D2,使a點得到正弦半波電壓,調(diào)節(jié)TB就可調(diào)節(jié)此電壓峰值,按定義這波形符合VDRM測試要求,此電壓峰值由D3與電容C組成的峰值保持電路在電容C上就變成等于電壓峰值的直流電壓,由表頭VP顯示。當被試元件二端加
7、上VDRM時,電阻R1上的電壓就反映了流過元件的漏電流,測出R1上的電壓峰值也就測出IDRM,同時將X接示波器X端,Y接Y端,我們就可看到其斷態(tài)伏安特性①。斷開接觸器J1,閉合J2,a點電壓就加在被試晶閘管負端,此時測得的為VRRM值和相應的IRRM,其伏安特性如左圖②。線路采用的是轉(zhuǎn)折保護,當元件一旦轉(zhuǎn)折,漏電流急劇增加,此時脈沖變壓器MB原邊會產(chǎn)生一電壓,付邊也會感應出一電壓,此電壓使整流橋BR的KP的門陰極短路,KP元件恢復阻斷,220V電源斷開,付邊高壓消失,從而保護了被試元件。其動作時間為10ms。
8、10/4/202112IGT、VGT10/4/202113測試條件10/4/202114IGD、VGD10/4/202115IGD、VGD測試10/4/202116IH維持電流10/4/202117IH維持電流測試10/4/202118IL擎住電流10/4/202119IL擎住電流測試10/4/202120斷態(tài)電壓臨界上升率(電壓上升法)當S合上,恒流源就以一恒定直流向電容C充電,電容兩端電壓就以直