Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
3 Bảo vệ quá nhiệt

3 Bảo vệ quá nhiệt

Tải bản đầy đủ - 0trang

74



tương quan giữa tiêu hao cơng suất lúc đóng và ngắt mạch còn phụ thuộc

theo loại tải.

Để tính tốn cơng suất tiêu hao tổng Pges rơi trên linh kiện phải biết

công suất tiêu hao khi dẫn thuận PF, khi dẫn nghịch PR, công suất điều khiển

Pcontr và công suất chuyển mạch Psw

Ptot = PF + PR + Pcontr + Psw

Trong lĩnh vực điện tử công suất, công suất tiêu hao nghịch và điều

khiển có thể bỏ qua, và cơng suất tổng khi làm việc ở tần số cao hoặc xung

được tính gần đúng theo cơng thức

Ptot ≈ PF + Psw

Và khi tần số làm việc nhỏ hơn 60Hz

Ptot ≈ PF

Trong hình 2.41 trình bày các cơng thức tính tiêu hao cơng suất trên linh kiện

bán dẫn



Hình 2.41 Cơng suất tiêu hao thuận trên linh kiện bán dẫn

2.3.2 Đặc tính nhiệt tĩnh

Trong phần này trình bày về nhiệt dung của linh kiện và sẽ được giảm

đi nhờ các cánh tỏa nhiệt, có nghĩa là nhiệt độ phát sinh phải được truyền

tồn bộ vào mơi trường làm nguội. Nhiệt trở phải có giá trị thật thấp để cơng

suất tiêu hao Ptot có thể truyền từ cánh tỏa nhiệt vào khơng khí dễ dàng. Gọi

Δϑ là chênh lệch nhiệt độ giữa nhiệt độ mối nối ϑJ với nhiệt độ môi trường

ϑA

Δϑ = ϑJ - ϑA

Suy ra nhiệt trở được tính theo cơng thức



Nhiệt trở tổng là tổng cộng các nhiệt trở thành phần: Nhiệt trở giữa vỏ

với mối nối (Rth JC), giữa vỏ với cánh tỏa nhiệt (R th CK) và giữa cánh tỏa nhiệt

với môi trường (Rth KA)

Đối với các linh kiện công suất lớn, cánh tỏa nhiệt được đặt ở hai mặt

tương đương như mạch ghép song song



75



2.3.3 Ví dụ ghép 4 diode trên 1 cánh tỏa nhiệt

Từ sổ tay của nhà sản xuất tìm được các giá trị cho phép tương ứng với các

loại cánh tỏa nhiệt. Ứng dụng sơ đồ nhiệt tương đương ở hình 2.42. Bốn

diode trong mạch chỉnh lưu cầu được ghép chung trên cùng một cánh tỏa

nhiệt

Rth JC = 1,5K/W; Rth CK = 0,7K/W ; Rth KA = 0,35K/W; ϑJ = 1800C; ϑA = 450C



Hình 2.42 Sơ đồ tương đương nhiệt trở tĩnh của cánh tỏa nhiệt chung

Rth tot = (1/4)(Rth JC + Rth CK) + Rth KA

= (1/4)(1,5 + 0,7) K/W + 0,35 K/W

= 0,55 K/W + 0,35 K/W

= 0,9 K/W

Với giá trị này suy ra công suất tối đa trên 4 diode



Công suất tiêu hao trên mỗi diode



2.3.4 Đặc tính nhiệt động

Khi dòng tải thay đổi V.D: Trong chế độ làm việc xung, lúc này hệ

thống tỏa nhiệt được xem như là sự kết hợp giữa nhiệt trở và nhiệt dung (hình

2.43), đặc tính nhiệt của linh kiện gọi là nhiệt trở động Z th, giá trị này thay

đổi theo thời gian và là đơn vị đo khả năng truyền nhiệt trong một khoảng

thời gian ngắn. Vì trong khoảng thời gian dài thì các nhiệt dung C th đã được

nạp ổn định nên có thể thay thế bằng nhiệt trở tĩnh như chỉ ở

hình 2.36



76



Zth = Rth khi t > 103S



Hình 2.43 Sơ đồ tương đương nhiệt trở động của van có tỏa nhiệt



Hình 2.44 Đặc tính nhiệt trở động Zth

2.3.5 Các cách truyền dẫn nhiệt

Trong trạng thái tĩnh, phụ thuộc vào loại và kích thước diode và cả thiết

bị cũng như chế độ làm việc, nhiệt có thể truyền dẫn bằng nhiều cách: Bức xạ

nhiệt, dẫn nhiệt và đối lưu

Bức xạ nhiệt

Quá trình truyền nhiệt xảy ra do dao động sóng điện từ, vật đen có khả

năng bức xạ nhiệt cao nhất

Năng lượng nhiệt có thể được truyền đi bằng bức xạ nhưng trong chất

bán dẫn nhiệt được truyền đi tỉ lệ với điều kiện truyền nhiệt và đối lưu và

không do hiện tượng bức xạ

Dẫn nhiệt



77



Việc truyền dẫn năng lượng ra môi trường lạnh hơn là do hiệu ứng va

chạm của các phân tử chuyển động nhanh trong mơi trường nóng, khả năng

truyền nhiệt phụ thuộc vào tính chất của vật liệu và được đánh giá bởi độ dẫn

nhiệt λ (hình 2.45). Cánh tỏa nhiệt được chế tạo chủ yếu từ nhôm và đồng,

bạc có độ dẫn nhiệt tốt nhưng ít được dùng vì giá thành cao

Vật liệu



Độ dẫn nhiệt Độ dẫn

nhiệt



Bạc

Đồng

Nhơm

Sắt

Nước

Khơng khí



Hệ số nhiệt



415

0,07

394

0,1

229

0,24

71

0,13

0,6

1,63

0,02

0,28

Hình 2.45 Đặc tính nhiệt của vật liệu



Mật độ

10,5

8,9

2,7

7,8

1

1,29 x 10-3



Đối lưu

Trước tiên, nhiệt lượng được hấp thu bởi chất lỏng hoặc chất khí như

nước hoặc khơng khí và sau đó được truyền đi bởi chuyển động của các chất

đó (khơng khí nóng bay lên cao).

Hiện tượng đối lưu là một dạng làm nguội bằng khơng khí thường dùng

cho các linh kiện bán dẫn, đặc biệt là không khí tạo một tiếp xúc rất tốt với vỏ

của linh kiện và cánh tỏa nhiệt

Trong trường hợp công suất lớn, ngồi biện pháp làm nguội bằng

khơng khí còn xử dụng nước cũng như các loại dầu đặc biệt

Đối với các linh kiện công suất nhỏ được làm nguội tự nhiên bằng khơng khí,

diện tích cánh tỏa nhiệt được tính theo công thức kinh nghiệm



Làm nguội cưỡng bức

Được thực hiện bằng quạt gió hoặc bơm nước vào linh kiện cần làm

nguội. Phương pháp này thường dùng trong trường hợp công suất lớn để bảo

đảm tốt khả năng tỏa nhiệt

3. Công tắc xoay chiều ba pha



78



3.1 Đại cương

Các van bán dẫn có điều khiển như: Transistor và thyristor chỉ cho

dòng điện chảy qua theo một chiều, nhưng trong kỹ thuật xoay chiều và 3

pha, một chuyển mạch điện tử hải có khả năng cho dòng điện chảy theo hai

chiều, yêu cầu này được thực hiện bằng triac hoặc ghép song song và ngược

chiều các thyristor với nhau (hình 2.46)



hình 2.46: Cơng tắc xoay chiều dùng thyristor và triac

Cơng tắc được đóng bằng cách kích xung vào van tương ứng với chiều

dẫn điện, xung kích là điện áp một chiều tại mỗi bán kỳ của điện áp xoay

chiều

Mặc dù các công tắc cơ khí vẫn còn xử dụng nhưng trong nhiều lĩnh

vực chúng đã bị thay thế bởi công tắc điện tử

Trong sổ tay kỹ thuật các cơng tắc điện tử có ký hiệu như sau:

Rờ le điện tử ELR hoặc

Rờ le bán dẫn SSR

Phần sau đây trình bày ưu và khuyết điểm của cơng tắc điện tử so với cơng

tắc cơ khí.

Ưu điểm

• Tốc độ chuyển mạch cao

• Tần số đóng ngắt cao

• Tuổi thọ dài

• Độ tin cậy cao

• Khơng gây nhiễu

• Khơng bị ảnh hưởng mơi trường

• Khơng bị rung động

Khuyết điểm

• Khơng cách ly về điện giữa lưới và tải ngay cả ở trạng thái tắt

• Tiêu hao tương đối lớn

• Khả năng q dòng có giới hạn



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

3 Bảo vệ quá nhiệt

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×