SCR驱动特性.ppt

三相SCR驱动更改报告 山特 刘光勇 2003.10.25 起因 部分3C10KNS UPS 在生产线测试过程中，发现市电开机后，PFC电感会有噪音。经R/D对此UPS检测，发现噪音是因为IP SCR板的整流SCR管驱动不良导致的。 先前设计的SCR的驱动信号为电平驱动，驱动电流约为70mA，而规格书规定的25?C下SCR所需的最大驱动电流为150mA. 分析 在比较有噪音的IP SCR板和不会产生噪音的IP SCR板时发现：没有噪音的IP SCR板的SCR管的G-K间的阻值都比较大。 接着对SCR管进行G-K间的阻值与饱和导通所需的最小驱动电流关系的测试如下附件所示。 发现一：SCR G-K间的阻值越小，则饱和导通所需的最小驱动电流就越大。 结论一：必须增大SCR管的驱动电流。 增大SCR的驱动电流就会产生温升问题。 寻找热源：先断开IP SCR板的市电输入FUSE，温升依旧很高；再断开整流电压或SCR管的驱动，温升很低。 SCR管G-K间电压和A-K间电流的测试 发现二：SCR管的A-K间加反压，如果这时门极有驱动的话，就会有一个较大的反向漏电流。 SCR的A-K间的反向电流约为69mA；三相整流电压约有535V；那么S、T相的四个整流SCR在反压时的热耗可估算为：P=U*I*2=535*0.069*2=73.8W这是造成SCR管温升过高的原因。 SCR管特性分析（1） 发现三：对于同一SCR管，随着SCR驱动电流的增大，SCR A-K间的反向漏电流也加大。 SCR管特性分析（2） 发现四：对于不同的SCR管在相同的驱动电压下，G-K间的阻值越大，A-K极间的反向漏电流就越大。 改善方案 方案一：让SCR在反压时不驱动，这样可以从根本上解决发热问题。但是成本太高，需要三组驱动信号，就要多占用CPU的两个I/O 口，同时还需要增加SCR的驱动小板。不可取。 方案二：尽量减少发热量，同时增大散热能力。 1、调节驱动电阻； 2、将SCR的驱动信号由电平驱动改为脉冲驱动； 3、更改散热片 改善过程 改善过程中的温升情况如右附件所示： 由温升测试结果可以看到，单纯硬件的更改并不能使SCR管的温升稳定在一个安全的范围，因此必须加入软件对SCR驱动方式的修改。 理论上，对于三相SCR，只要在六个换相角给六个脉冲就可以驱动了；但是因为空载下的维持电流不够，使得SCR有时会关断，这种断续的过程又会产生噪音。因此改为十二脉冲驱动；更改后，感觉旁路下的噪音还是比较大，于是又改为旁路下用电平驱动，逆变下用十二脉冲驱动。 确定方案 1、将驱动电阻改为60ohm，这样驱动电流为（12-0.7-0.8）/60=175mA；（规格书规定25?C下，SCR所需的最大驱动电流为150mA.） 2、将SCR的驱动信号由电平信号改为十二脉冲驱动信号，十二脉冲为六长脉冲（1ms）和六短脉冲（0.5ms）交替产生； 3、更换一个散热能力更强的散热片。 上图为空载下的整流电压波形和驱动脉冲波形。 上图为整流电压和SCR的A-K间反向电流的波形，反向电流随着SCR驱动的关断而截止。可以估算SCR的发热量减少了 （20-（1+0.5）*6）/20=55% 空载下SCR管的A-K间的电压。经过观察可知：在SCR管断流时， SCR管的A-K极间不会产生高压。 空载下的三相输入电流。（电流勾枪的比例均为10mV/A. ） 加大约300W的R载后，整流电压的波形已经变得连续了。 加R满载后的三相输入电流。 加RCD满载后的三相输入电流波形 RCD满载瞬投的三相输入电流波形 RCD满载瞬投时，单颗SCR管的A-K间的电压和电流波形 以上均为市电正常时，所测的SCR的相关波形；由以上波形可看出，在市电正常时，UPS工作无异常。 以下为市电频率异常时，SCR相关部分波形的测试情况。电压的有效值为220V不变，频率在47Hz到53Hz之间变化，频率的跳变为2Hz/2.2s.因为我们UPS目前的锁相速度约为0.7 Hz/ s，此时UPS就会一直处于追相的状态。 空载下的三相整流电压和输入电流。 CH1的比例为500：1；CH2和CH3的比例为10mV/A； CH4的比例为2mV/A； 加3K R载时的三相输入电流和整流电压。 CH1的比例为500：1；CH2和CH3的比例为10mV/A； CH4的比例为0.5mV/A； 加3K R载时的BUS电压。 结论 1、在市电频率正常时，SCR的驱动更改不会影响UPS的输入输出特性。 2、在市电频率异常时，若CPU不能锁相，则会导致整流电压