使用带三端双向可控硅开关的RC缓冲器。这个设计安全吗?(包括模拟)


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我正在设计用于洗衣机电机的交流开关。不需要速度控制,仅需一个开关即可将电动机打开10秒钟,然后关闭10秒钟。我正在使用MOC3063零检测双向可控硅驱动器和BT137-600E双向可控硅。MOC3063数据手册中建议使用此电路(我将双向晶闸管更改为BT137): 在此处输入图片说明

我凭经验找到了电动机的型号:

在此处输入图片说明

我尚未实现此设计,我正在使用电路模拟器对这些值进行实验。我使用以下电路查看了没有缓冲的情况(为简单起见,双向可控硅已被开关所取代):(在图像链接的开头添加http :)

开关在160ms后断开。仿真结果显示250000V尖峰!:

现在,我将电路与缓冲器一起使用:

从同一位置获取的电压显示:

因此,很明显,缓冲器将电压峰值从250000伏降低到2000伏。dv / dt约为40v / us,低于双向可控硅额定dv / dt的50v / us。

问题1:我通过将尖峰的最大电压除以尖峰达到最大值所需的时间(〜2000v / 50us)来计算dv / dt。这个对吗?根据计算斜率的部分,我可以得到更高或更低的值。我获得的dv / dt是否可靠?

问题2:假设我在问题1中正确获得了dv / dt,双向可控硅现在可以处理dv / dt了,但是它能够处理2000v的尖峰脉冲吗?有击穿电压吗?除了600伏的“重复峰值关态电压”外,我在数据表中什么也看不到。双向可控硅在关断状态下一次可以处理的峰值电压是多少?

问题3:仿真显示,几乎所有振铃尖峰电压(2000v)都出现在缓冲电容器上,而缓冲电阻器仅出现20伏(振铃)尖峰。我应该使用哪种电容器来处理该电压以及额定电压是多少?600v的电容可以处理一次尖峰吗?

问题4:电阻上的功耗如下所示(记住,一旦三端双向可控硅开关关闭,它将保持关闭10秒钟)我应该使用哪种电阻(它可以处理的功率)?我是否需要使用碳复合电阻器(通常用在缓冲剂中)还是普通的碳膜电阻器就足够了?

问题5:如果将10nf缓冲电容器替换为100nf电容器,将会发生什么?如果这样做,电压尖峰将下降到接近600v(请参见下图),并且在所有参数(dv / dt,尖峰电压,电容器电压)方面我都处于安全状态。那为什么不使用100nf呢?为什么MOC3063的数据表中建议使用10nf的电容,而使用100nf的电容却显示出更好的性能?

很抱歉发布了很长的帖子和许多问题。但是我真的需要了解这一点。

Answers:


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您的仿真过于悲观,因为您在电源电压的零交叉点打开了开关。由于您的负载(电机)具有感应特性,因此几乎相当于峰值电流。

实际上,三端双向可控硅开关元件将导通直到电流过零为止,此时,负载的电感中存储的能量很少。


// @ Dave Tweed:我不太确定你说的是正确的。数据表说,MOC3063是“零电压”交叉检测器,而不是“零电流”交叉检测器
hadez 2013年

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对,那是正确的。MOC3063将在电压过零时触发双向可控硅。无论如何,三端双向可控硅开关元件将继续导通,直到负载电流降至其保持电流值以下。
戴夫·特威德

好。谢谢,这真的很有帮助(这是我第一次使用双向可控硅。)那么,对于模拟(和实现)而言,最坏的情况是什么?三端双向可控硅开关元件的最大保持电流为20mA,锁存电流为35ma。我应该找到电流达到35mA的时间,然后在该确切时间关闭开关并查看结果吗?这是最坏的情况吗?
哈德兹

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您可以这样做,也可以简单地将三端双向可控硅开关的实际模型放入仿真中。
Dave Tweed
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