晶闸管电子开关模块的内部功能有哪些？

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最佳答案：晶闸管电子开关模块主要包括反并联晶闸管、过零检测触发模块、抑制过电压的阻容吸收装置和散热装置。
　　
2.1过零触发模块
　　
    由于切除的电容器上一般都有剩余电压，而电容器两端的电压不能突变，因此，当系统电压和电容器残压的差值较大时，触发晶闸管会产生很大的冲击电流，而可能直接损坏晶闸管。为了实现动态无功补偿装置快速响应，同时又保证投切无冲击电流，因此需要检测电容器电压和电网电压。只有当两者大小相等、极性相同时，才能瞬时投入电容。因此需要加装过零触发模块。目前，从晶闸管两端取得过零信号的典型触发电路是MOC3083。MOC3083芯片内部有过零触发判断电路，它是为220V电网电压设计的专门芯片，其芯片的双向可控硅耐压为800V。在4、6两端电压低于12V时，如果输入触发电流，其内部的双向可控硅导通。下图所示是用在380V电网的TSC电路上串联两只MOC3083的过零触发模块的内部电路图。

事实上，在非过零触发时，其电流冲击往往能达到稳定值的3倍以上，而当过零触发时，其电流冲击一般仅为稳定值的1.5倍，而其电容电压冲击仅为稳定值的1.15倍。
　　
2.2抑制过电压阻容吸收装置
　　
    模块过压保护一般也可采用阻容吸收法。对于持续时间较短，能量不大的过电压，一般可在模块两端并联阻容吸收电路，用吸收电容把过电压的电磁能量变成静电能量存贮起来。而用吸收电阻不但可以防止电路振荡，还可限制晶闸管导通时电容放电所产生的开通损耗和di／dt值。并联在晶闸管开关模块的RC值可参考下表
需要说明的是，阻容吸收电路中的电容应采用交流电容器，其输入电压为380V时，应采用630V，输入电压为220V时，则可采用500V的电容耐压。
　　
2.3散热装置
　　
    晶闸管开关模块在运行过程中，其晶闸管芯片的结温将升高。为了使结温维持在125℃最高额定值以下，必须使用散热器。而且，散热条件的好坏，也直接影响模块的安全、稳定和可靠运行。目前，散热方法有水冷、风冷(强迫和自然风冷)和热管冷却等方法。这里简要介绍风冷散热器的选择方法。
　　
    晶闸管开关模块的主电路由二个反并联晶闸管组成。根据模块内单个晶闸管的通态平均电流IT(AV)、通态峰值电压VRM、模块接触热RTHCH、以及平均功率(PT(AV)=0.85VRMIT(AV)，即可计算出散热装置的热阻RTHCA：

式中：TC为壳温(即散热板的温度)，TA为环境温度。
　　散热板的最高温度TCMAX，可由下式求得：

式中：TVJ为晶闸管的最高结温(125℃)，RTHJC为结到散热板的热阻。
　　
    求出散热器热阻RTHCA后，再选定相应的散热器的型号规格(DXC-450DXC-616DXC-573)，事实上，散热器的热阻应比计算的热阻小，即：

若一个散热器上装有几个模块，则可将∑PT(AV)=nPT(AV)代人式(3)，并求出∑PT(AV)，然后再选定散热器。根据可选散热器的热阻值(或散热器的热阻曲线)即可选定合适的散热器长度。
　　
    在无功补偿实际应用中，可将晶闸管电子开关模块用在TSC低压无功补偿以替代接触器，这样，就可以在开关电压过零时投入补偿电容量，从而避免了冲击电流的产生和瞬间电网电压的波动。下图所示是其工作波形图。

通过对低压无功补偿装置两种投切开关的分析与比较，可以看出，晶闸管电子无触点开关不但具有过零投切涌流小、无过电压等优点，而且可以解决工作时的散热问题。在实际工作中，其操作寿命几乎是无限的，可以频繁投切，而且投切时刻可以精确控制，因此，能实现无过渡过程的平稳投入和切除，其动态响应时间仅为0.01～0.02s，因而是电容投切比较理想的开关。