關(guan) 於(yu) 常見的功率器件的常用的保護方法,你知道嗎?
本文來源:21ic中國電子網
電子產(chan) 品的發展離不開各種各樣的電路板,那就必然設計各種各樣的功率器件,你知道常見的功率器件有哪些嗎?功率器件的保護方法
一、保險絲(si) 法
這是一種傳(chuan) 統的保護方法。保險絲(si) 常串接在電路的電源輸入端用以控製整個(ge) 電路的總電流。其工作原理是靠電路出現故障後增大的故障電流流過保險絲(si) 時導致其發熱升溫自行熔化,以切斷電源供給達到保護目的。保險絲(si) 法有實施簡單、維護容易、成本低,保護時電源切斷徹底等優(you) 點,所以被廣泛應用在目前所有的電子電路和電子設備中。
不過,由於(yu) 保險絲(si) 中流過的是電路的總電流,單隻功率半導體(ti) 器件中工作電流的變化不足以引起其有效反應;加之保險絲(si) 熔化速度慢,隻能在功率半導體(ti) 器件損壞後或電路惡性短路故障發生後故障電流成倍增加之後才會(hui) 熔斷,所以,隻能起到防止故障進一步擴大的作用,對功率半導體(ti) 器件起不到保護作用。
二、檢測主電路電流法
該方法是在主電路電源輸入端串聯接入檢測元件(檢測電阻、互感器等),通過檢測電路中總電流在檢測元件上的電壓降或電流大小獲得相應電流或電壓信號,經過電路放大處理,與(yu) 保護電路的動作閾值比較,決(jue) 定保護與(yu) 否;保護通過??保險絲(si) 或關(guan) 斷電源等方法實現。
該保護方法由於(yu) 采用了電子技術,和保險絲(si) 法相比其靈敏度和反映速度都得到了提高,不過這種方法依然檢測的是電路的總電流,而故障功率半導體(ti) 器件的工作電流隻是總電流的幾分之一甚至幾十分之一,其變化不足以引起保護電路有效反應。所以該方法總是在故障電流形成之後才有響應,造成檢測結果和保護動作的滯後,根本適應不了對功率半導體(ti) 器件的保護要求。所以該保護方法和保險絲(si) 一樣,隻能在功率半導體(ti) 器件已經損壞和惡性過流故障發生後起到防止故障進一步擴大的作用。對功率器件的保護仍無能為(wei) 力。
三、檢測功率器件工作電流法
這是目前比較常用的功率半導體(ti) 器件保護方法,對功率半導體(ti) 器件有一定的保護作用。該方法是在被保護的功率半導體(ti) 器件工作電流通路中串入檢測元件(電阻或電流互感器等),通過檢測被保護器件的工作電流在檢測元件上的電流或電壓信號,再經電路處理獲得故障信號,通過保險絲(si) 或關(guan) 斷電源等方法進行保護。
檢測功率器件工作電流法的工作原理和線路結構與(yu) 檢測主電路電流法相同,不同的是檢測對象是被保護器件的工作電流,所以靈敏度比檢測主電路電流法要高,效果也要好。如果該方法是采用電子器件關(guan) 斷電流通路來實施保護,就能在管子發生過流故障後起到一定保護作用。不過因該方案仍采用檢測電流法,即總是在故障形成、被保護器件受到高電壓、大電流的衝(chong) 擊後才能檢測出故障信號然後進行保護,仍然造成信號獲取滯後。如果被保護器件選用的功率餘(yu) 量小或電路故障嚴(yan) 重,被保護器件仍然會(hui) 立即損壞;若被保護器件功率餘(yu) 量大而且故障程度不嚴(yan) 重時器件一般不會(hui) 損壞;不過由於(yu) 故障電流的衝(chong) 擊仍造成被保護器件的性能明顯下降、壽命減短,給整機的性能和可靠性埋下隱患。所以該方法對惡性過流、負載短路等故障起初幾次有一些保護效果,但性能仍不理想。實際使用證明,器件經過有限幾次故障電流的衝(chong) 擊就失效了。
四、並聯式檢測功率器件電壓法
顧名思義(yi) ,這種方法就是保護電路與(yu) 被保護功率器件並聯連接,通過檢測被保護器件工作時的電壓來獲得信號,根據電壓情況判斷電路是否出現故障,保護方法采用就地式保護方式,即通過強行切斷被保護功率器件本身的控製信號,迫使其停止工作以實現對其的保護。(檢測被保護器件的電壓,直接對被保護器件實施保護)
由於(yu) 該方法檢測的是電壓信號,可以在電路出現異常時即時發現故障,在故障電流還未形成時即進行保護,避免了故障電流對器件的衝(chong) 擊。根據對實際應用電路的測試和長期使用證明,保護動作時被保護功率器件的工作電流由正常值減小到零,不存在大電流衝(chong) 擊,對功率器件的性能壽命無任何影響。所以不怕惡性故障和永久性故障。是一種比較理想的保護方法。
五、並聯式檢測工作壓降法
由於(yu) 功率半導體(ti) 器件本身導通電阻的存在,任何情況的過載過流都會(hui) 引起其飽和壓降或工作壓降的增大,即不管半導體(ti) 器件的工作狀態如何,通過其任何大小的電流時器件本身都會(hui) 有一個(ge) 對應的工作電壓降值;監視和監測功率半導體(ti) 器件導通時的電壓降,根據其電壓降的大小即可判斷過流過載的情況和程度。
該方法的工作原理和連接方法與(yu) 並聯式功率器件工作狀態電壓檢測法相同,所以也具有並聯式檢測功率半導體(ti) 器件工作狀態電壓法的所有優(you) 點;區別是該方法對被保護器件的工作電壓進行定量檢測,因而對工作狀態的測量和故障的判斷更準確。
該方法可以對功率半導體(ti) 器件的激勵不足、過流過載、負載短路故障進行檢測並實施保護,效果非常理想。以上就是常見的功率器件的保護方法,希望能給大家幫助。
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