一、初步認(rèn)識晶閘管智能模塊

1、什么是晶閘管智能模塊？

把一個(gè)或幾個(gè)晶閘管芯片按一定的形式連接并與觸發(fā)系統(tǒng)、各種傳感器或者其它控制單元通過特殊的方法封裝成模塊，能直接完成交流調(diào)壓、全控整流、穩(wěn)流穩(wěn)壓等各種功能，并且具備各種保護(hù)能力，它完全不同于只封裝有晶閘管芯片的模塊，我們稱它為智能模塊。。

2、晶閘管智能模塊能做什么？

模塊可應(yīng)用于各行各業(yè)需要對電力能量大小進(jìn)行調(diào)整和變換的場合。如變壓器調(diào)壓，加熱行業(yè)調(diào)溫，金屬加工行業(yè)的電鍍、電解，電源行業(yè)電池充放電、電源穩(wěn)壓，電磁行業(yè)的勵磁以及各行業(yè)廣泛使用的直流電機(jī)調(diào)速、交流電機(jī)軟起動等。

3、晶閘管智能模塊如何使用？

模塊的使用非常簡單，只需用一個(gè)可調(diào)的電壓或者電流信號即可對模塊輸出電壓的大小進(jìn)行平滑調(diào)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)弱電對強(qiáng)電的控制。

電壓或電流信號可取自各種控制儀表、計(jì)算機(jī)D/A輸出，電位器直接從直流電源分壓等各種方法。控制信號可以有0～5V，0～10V，4～20mA，0～10mA四種形式。

4、如何區(qū)分各種型號和功能的模塊？

（1）型號標(biāo)識

圖 1

型號標(biāo)識有四部分組成，具體含義如下：

①字母YL，公司名稱“青州云領(lǐng)電子科技有限公司”的字母縮寫

②字母TY，“調(diào)壓”的字母縮寫

③④字母組合DJ，DZ,SJ,SZ

DJ表示單相交流調(diào)壓 DZ表示單相整流調(diào)壓

SJ表示三相交流調(diào)壓 SZ表示三相整流調(diào)壓

⑤數(shù)字組合20，100,300等，標(biāo)記模塊的上限電流，即模塊全部導(dǎo)通時(shí)的電流

⑥字母A，V，M，R，T,C等，表示產(chǎn)品的特殊功能

A：穩(wěn)流類產(chǎn)品 V：穩(wěn)壓類產(chǎn)品

M：電機(jī)控制產(chǎn)品; R：逆變產(chǎn)品

T：過熱保護(hù); C：過流保護(hù)

例：YLTY-DJ150，單相交流模塊，上限有效值電流150安培；

YLTY-SZ200，三相整流模塊，上限平均電流200安培；

YLTY-SJ600A，三相交流穩(wěn)流模塊，上限有效值電流600安培；

YLTY-DZ100VT，單相整流穩(wěn)壓模塊，上限平均電流100安培，具備過熱保護(hù)功能。

5、晶閘管芯片聯(lián)結(jié)

圖 2：三相交流 圖 3：三相整流

圖 4：單相交流 圖 5：單相整流

6、模塊型號和規(guī)格

模塊的規(guī)格和型號見下表，用戶特殊需要的規(guī)格和型號可以按用戶的要求訂做。

注：1、電流規(guī)格為模塊上限導(dǎo)通角下能輸出的直流電流平均值和交流電流有效值。電壓規(guī)格為模塊輸入端子間最高輸入交流電壓有效值。

2、表中列出的型號只標(biāo)明一般用戶可選的電流數(shù)，沒有標(biāo)明產(chǎn)品的特殊功能，如穩(wěn)流、穩(wěn)壓、各種保護(hù)、特殊電流規(guī)格等，但用戶訂貨時(shí)可說明。

二、模塊的應(yīng)用方法

使用快速入門

（1）模塊的控制功能端口符號定義

+12V：外接 +12V 直流電源正極。

GND：直流電源地線。

GND1: 控制信號地線，與GND 相通。

CON10V: 0～10V 控制信號輸入

默認(rèn)控制信號，可以按用戶要求改為其它控制信號。

TESTE：檢測電源,方便用戶檢測模塊功能時(shí)用。可外接 2K～100K電位器，取出0～10V 信號。

以上五個(gè)端口為每種模塊基本端口，以下端口為特殊端口，只在部分種類模塊中出現(xiàn)。

CON5V：0～5V控制信號輸入。

CON20MA：4～20mA控制信號輸入。

-12V：外接-12V直流電源負(fù)極。

RES：手動復(fù)位端口。當(dāng)電路保護(hù)后此端接+12V電源進(jìn)行復(fù)位。首先把控制信號降為零,排除故障后再進(jìn)行復(fù)位。

OVT：過熱保護(hù)端口。出現(xiàn)過熱時(shí)輸出低電平。

OVC：過流保護(hù)端口。出現(xiàn)過流時(shí)輸出低電平。

LP：缺相保護(hù)端口。出現(xiàn)缺相時(shí)輸出低電平。

（2）模塊工作的必要條件

模塊要正常工作，要具備以下條件：

①+12V直流電源（部分模塊需要±12V）：模塊內(nèi)部控制電路的工作電源，+12V電源正極接+12V端子（-12V電源接-12V端子），公共端子接GND端子。

②控制信號： 0～10V（0～5V，0～10mA，4～20mA）控制信號，用于對輸出電壓大小進(jìn)行調(diào)整的控制信號，正極接CON10V（CON5V、CON20mA），負(fù)極接GND1

③供電電源和負(fù)載：供電電源一般為電網(wǎng)或者供電變壓器，接模塊的輸入端子；負(fù)載為用電器，接模塊的輸出端子。

（3）應(yīng)用實(shí)例

模塊的輸入端子接380V電網(wǎng)，模塊的輸出端子接燈泡，用電位器取出0～10V的控制信號對燈泡上的電壓進(jìn)行調(diào)整，此電路也可以用于對模塊工作正常與否的檢測。

注：380V電網(wǎng)前要加絕緣開關(guān)。

圖 6

2、模塊的進(jìn)一步應(yīng)用

（1）導(dǎo)通角與模塊輸出電流的關(guān)系

模塊的導(dǎo)通角與模塊能輸出的上限輸出電流有直接的關(guān)系，模塊的標(biāo)稱電流是上限導(dǎo)通角時(shí)能輸出的上限電流。在小導(dǎo)通角（輸出電壓與輸入電壓比值很小）下輸出的電流為很尖的脈沖，儀表顯示的電流也很小（直流儀表一般顯示平均值，交流儀表顯示非正弦電流時(shí)比實(shí)際值小），但是輸出電流的有效值很大，半導(dǎo)體器件的發(fā)熱與有效值的平方成正比，會使模塊嚴(yán)重發(fā)熱甚至燒毀。因此，模塊應(yīng)在上限導(dǎo)通角的65℅以上工作。

（2）模塊電流規(guī)格的選取方法

考慮到晶閘管產(chǎn)品一般都是非正弦電流，存在導(dǎo)通角的問題并且負(fù)載電流有一定的波動性和不穩(wěn)定因素，且晶閘管芯片抗電流沖擊能力較差，在選取模塊電流規(guī)格時(shí)留出余量。推薦選擇方法如下：

I>K?I負(fù)載?U上限∕U實(shí)際

K ：穩(wěn)定系數(shù)，阻性負(fù)載K= 1.5，感性負(fù)載K= 2；

I負(fù)載：負(fù)載流過的上限電流；

U實(shí)際：負(fù)載上的下限電壓；

U上限：模塊能輸出的上限電壓；（三相整流模塊為輸入電壓的1.35倍，單相整流模塊為輸入電壓的0.9倍，其余規(guī)格均為1.0倍）；

I：需要選擇模塊的下限電流,模塊標(biāo)稱的電流要大于該值。

例：某系統(tǒng)用三相整流模塊電爐調(diào)溫，380V輸入，輸出電流130A，輸出直流電壓可調(diào)350V—450V，應(yīng)選擇什么型號的模塊？

選擇方法：三相整流模塊，380V輸入，上限輸出直流電壓為380∗1.35=510V,電爐為阻性負(fù)載,按公式輸出電流應(yīng)不小于1.5×130×510/350=284A,可選取300A的模塊.，型號為:3MTDC300。

（3）模塊的輸出特性

a. 控制電壓與控制角α的關(guān)系：

當(dāng)α為0時(shí)對應(yīng)的控制信號為9.5V，當(dāng)α為180°時(shí)對應(yīng)的控制信號為0.5V。適用于各種類型的模塊。

b.模塊的輸出電壓和控制電壓的關(guān)系因負(fù)載性質(zhì)和電路形式的不同而有所區(qū)別：

單相整流調(diào)壓模塊用于阻性負(fù)載時(shí)，α有效范圍為0°～180°，控制電壓對應(yīng)0.5V～9.5V；用于感性負(fù)載時(shí)α范圍為0°～90°，控制電壓對應(yīng)于5V～9.5V。

三相整流調(diào)壓模塊用于阻性負(fù)載時(shí)，α有效范圍為0°～120°，控制電壓對應(yīng)3.5V～9.5V；感性負(fù)載時(shí)，α范圍為0°～90°，控制電壓對應(yīng)于5V～9.5V。

單相交流調(diào)壓模塊用于阻性負(fù)載時(shí)，α有效范圍為0°～ 180°，控制電壓對應(yīng)0.5V～9.5V。

三相交流調(diào)壓模塊用于阻性負(fù)載時(shí)，α有效范圍為0°～150°，控制電壓對應(yīng)1.7V～9.5V。

注：交流調(diào)壓模塊用于感性負(fù)載時(shí)α應(yīng)大于負(fù)載阻抗角Ψ，即α≥Ψ；當(dāng)α≤Ψ時(shí)，模塊已輸出上限電壓，且不再隨α的改變而變化。

圖 7：控制電壓與控制角　 圖 8：各種模塊的輸出特性

以上特性僅供參考。

（4）模塊的控制端口與控制線

模塊控制端口有5腳、9腳和15腳三種不同形式的引出插座，分別對應(yīng)于5芯、9芯、15芯的控制線。如果控制線有屏蔽層，屏蔽層應(yīng)和直流電源地線相連。

模塊控制端口插座和控制線插座上都有編號，各引腳控制與控制引線顏色對照如下表：

當(dāng)您購買的模塊不具備某項(xiàng)功能時(shí)，與該功能對應(yīng)的引腳將無意義！

（5）不同控制信號相互轉(zhuǎn)換的方法

圖 9：電位器取控制信號　　　 圖 10：4～20MA轉(zhuǎn)換成0～10V

圖 11：0～5V轉(zhuǎn)換成0～10V 圖 12：0～10MA轉(zhuǎn)換成0～10V

（6）模塊的保護(hù)方法

① 過電流保護(hù)

過流保護(hù)一般都推薦外接快速熔斷器的方法，但快速熔斷器對于短路保護(hù)引起的過流效果很好，對于一般性的過流并不能起到很好的保護(hù)效果，因?yàn)閮杀队?/span>快速熔斷器額定值的電流在幾秒內(nèi)才能熔斷。如果要取得較好的保護(hù)效果，可采用快速熔斷器并使用內(nèi)部帶過流保護(hù)功能的模塊。

i.快速熔斷器接線方法：串聯(lián)于模塊的交流輸入端即可，三相模塊三只，單相模塊一只。

ii.快速熔斷器參數(shù)選擇

a.額定電壓大于電路工作電壓。

b.熔斷器額定電流一般取負(fù)載電流的百分之七十到八十。

②過電壓保護(hù)
模塊的過壓保護(hù)，推薦使用阻容吸收和壓敏電阻兩種方式。

㈠ 阻容吸收

阻容吸收回路能有效抑制晶閘管由導(dǎo)通到截止時(shí)產(chǎn)生的過電壓，有效避免晶閘管被擊穿。

i.接線方法：阻容吸收回路并聯(lián)在模塊每一支晶閘管芯片上即可。反并聯(lián)芯片可共用一組。參照表：

ii.R和C值選取方法：RC依據(jù)下列經(jīng)驗(yàn)表格選取近似值，推薦使用廠家配套器件。

注：1、整流模塊取標(biāo)稱電流的百分之七十計(jì)算。

2、表中R、C值適用于阻性或感性負(fù)載。當(dāng)用于容性負(fù)載時(shí)，電容C容量不變，耐壓值提高1.5 倍。電阻 R 阻值不變，功率提高1倍或阻值提高 1倍，功率不變。

圖 13 ：三相整流模塊 　　　　 　　　　圖 14 ：單相整流模塊

圖 15：三相交流模塊 　　　　　　 　　 圖 16：單相交流模塊

㈡壓敏電阻

壓敏電阻可以吸收由于雷擊或其它原因產(chǎn)生的能量較大、持續(xù)時(shí)間較長的過電壓，一般用于輸入電壓有強(qiáng)烈干擾的地方。

i.壓敏電阻接線：將壓敏電阻并聯(lián)于模塊的交流輸入端。

ii.壓敏電阻的選擇：

a.對于500V以下系統(tǒng)，可按710V≤V/1mA≤1000V選取。

壓敏電阻標(biāo)稱電壓（V/1mA），是指壓敏電阻流過1mA電流時(shí)它兩端的電壓，接線方法見圖 17～18。

b.壓敏電阻的耐流容量用戶可自己選取。

圖 17：三相模塊 　　　　　　　　　　 圖 18：單相模塊

（7）模塊工作直流電源要求

推薦使用廠家配套的直流電源！直流電源極性接反會燒壞模塊！

用戶自己選擇直流電源時(shí)要滿足以下要求：

①輸出電壓要求：+12V電源：12±0.5V ，紋波電壓小于20mv 。-12V電源：-12±0.5V ，紋波電壓小于20mv正負(fù)電源輸出電壓誤差不大于0.5V

②輸出電流要求：標(biāo)稱電流小于500安培產(chǎn)品：I+12V＞0.5A，I-12V＞0.1A標(biāo)稱電流大于500安培產(chǎn)品：I+12V＞ 1A，I-12V＞0.2A。

（8）散熱器風(fēng)機(jī)的選用

表5　模塊用散熱器軸流風(fēng)機(jī)一覽表

表6　模塊用散熱器一覽表

三、模塊的安裝

（1）把散熱器和風(fēng)機(jī)按通風(fēng)要求裝配于機(jī)箱合適位置。

（2）在模塊導(dǎo)熱底板表面與散熱器表面各均勻涂覆一層導(dǎo)熱硅脂，然后用四個(gè)螺釘把模塊固定于散熱器上，固定螺釘不要一次擰緊，幾個(gè)螺釘要依次固定，用力要均等，反復(fù)幾次，直至牢固，使模塊底板與散熱器表面緊密接觸。

（3）用接線端頭環(huán)帶將銅線扎緊。將接線端頭固定于模塊電極上，并保持良好的平面壓力接觸。嚴(yán)禁將電纜銅線直接壓接在模塊電極上。

四、模塊的構(gòu)造特點(diǎn)和參數(shù)

1、模塊的構(gòu)造特點(diǎn)

（1）德國進(jìn)口低壓降方形芯片，陶瓷覆銅板（DCB）焊接工藝

（2）自主設(shè)計(jì)的10位A/D專用數(shù)字觸發(fā)電路，性能穩(wěn)定可靠。

（3）控制電路、晶閘管芯片與導(dǎo)熱底板相互隔離。

2、模塊的一般參數(shù)

（1）輸出電壓不對稱度：＜2%

（2）輸出電壓不穩(wěn)定度：＜0.5%

（3）多種觸發(fā)脈沖，適用于不同應(yīng)用場合

（4）特殊電阻同步電路，三相自適應(yīng)，可靠性、穩(wěn)定性遠(yuǎn)高于變壓器同步方式

（5）感性負(fù)載特殊優(yōu)化，適用各種空載、輕載、重載感性負(fù)載

3、模塊內(nèi)部晶閘管芯片主要參數(shù)

（1）正反向峰值耐壓：≥1400V；

（2）di／dt：100A／μs；

（3）dv／dt：500V／μs

4、模塊外形及安裝尺寸圖

五、使用環(huán)境要求

（1）工作場所環(huán)境溫度范圍：-25℃～+45℃。

（2）模塊周圍應(yīng)干燥、通風(fēng)、遠(yuǎn)離熱源、無塵。

（3）模塊不能當(dāng)作隔離開關(guān)使用，為保障穩(wěn)定，模塊前面需加空氣開關(guān)。

注：本說明書圖表和所列內(nèi)容僅供參考，如有變更，恕不通知用戶。