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大家知道，在之前的交直流伺服驅(qū)動(dòng)器緩上電使用上，為了能抑制上電時(shí)大電流量對(duì)整流橋、功率電容的沖擊，大多選用普通的三相整流全橋+繼電器操控形式來完成緩上電，此辦法的主要弊端有：

①通常繼電器的觸點(diǎn)容量滿足不了大功率使用場合，觸點(diǎn)流過大電流量時(shí)發(fā)燙嚴(yán)重，線包發(fā)燙也很嚴(yán)重，在高溫高熱條件下運(yùn)作更是如此；

②正常運(yùn)作過程中，如因?yàn)榉N種原因?qū)е吕^電器帶大電流量吸合或 斷掉，則極易導(dǎo)致繼電器毀壞，甚至導(dǎo)致整個(gè)驅(qū)動(dòng)線路的毀壞；

③響應(yīng)時(shí)間長，在電網(wǎng)不穩(wěn)定時(shí)仍將會(huì)導(dǎo)致電網(wǎng)對(duì)整流橋有極大的電流量沖擊；

④耐壓問題：因?yàn)橛|點(diǎn)為流過動(dòng)力線路的大電流量，勢必需要線包與觸點(diǎn)間的絕緣要求很高，而此類繼電器現(xiàn)難以購買到。

因此 ，為了能避免上述的弊端，一些生產(chǎn)廠家推行了晶閘管(可控硅模塊)三相整流全橋，如我傳承電子公司推行的SPDAXXXBAxxx系列整流橋，在不改變?cè)鳂蛲庑汀惭b尺寸的前提下，內(nèi)含一緩上電專用的可控硅模塊，便于客戶簡化電路設(shè)計(jì)，為進(jìn)一步提升產(chǎn)品可靠性給予了可能。現(xiàn)以SPDA100BA160為例，講解此類整流橋的用法，以達(dá)拋磚引玉的目的。

使用的內(nèi)含一緩上電專用的晶閘管三相整流全橋，能夠完全取代傳統(tǒng)的使用繼電器作緩上電控制策略的緩上電方法，便于用戶簡化電路設(shè)計(jì)，節(jié)約組裝空間，為進(jìn)一步提高設(shè)備可靠性提供了可能。盡管這樣，但也存有著如之前所講的很多需要留意的方面，而且在實(shí)際運(yùn)用中一定要非常注意上下電的時(shí)序配合情況，不然，在運(yùn)用全過程依然會(huì)容易造成元器件毀壞的故障。

1、SPDA100BA160工作原理介紹

(1)SPDA100BA160的等效線路如圖1所示，主要特點(diǎn)有：

①可持續(xù)承受1600VDC的工作電壓，能瞬間承受1700VDC的工作電壓；

②可持續(xù)輸出100ADC的電流量，能瞬間輸出>1000ADC的電流量；

③內(nèi)置的可控硅模塊可承受電流量沖擊能力>7000A2S，電流量變化率di／dt>150A／μs；且因?yàn)樵摽煽毓枘K也和橋內(nèi)的二極管一樣內(nèi)置于該整流橋的散熱基板上，而整流橋通常是安裝在驅(qū)動(dòng)器散熱器上，因此 其額定運(yùn)作電流量是有保障的。
從圖1能夠 看得出，若圖中的可控硅模塊未開通，即便 3、4、5腳添加功率電，電流量無法通過該可控硅模塊流通，只有通過其他旁路(如緩上電電阻)流通。利用該可控硅模塊，可完成緩上電的自動(dòng)控制作用。

從圖1也能夠看得出，DFA100BA160可可分為輸入部分(3、4、5腳)和輸出(1、2)二部分，操控部分(6、7腳)。

⑵、SPDA100BA160引腳作用見表1

2、SPDA100BA160在伺服系統(tǒng)上的使用

⑴、一種用SPDA100BA160作緩上電自動(dòng)控制的典型伺服系統(tǒng)的功率線路(見圖2)
一種用SPDA100BA160作緩上電自動(dòng)控制的典型伺服系統(tǒng)的功率線路

圖上A、B、C為3φ380VAC的輸入端，KZi為整流橋內(nèi)裝晶閘管的操控輸入端，R5、R6為功率線路的緩上電電阻值，與此同時(shí)R6也是TLP741光耦的電源采樣電阻值。

⑵、線路原理

由圖2看得出，當(dāng)A、B、C端口剛送至3φ380VAC時(shí)，則：

①KZi送至的電平為高，TLP741原邊不通，則付邊不通，整流橋內(nèi)裝的晶閘管不能導(dǎo)通，功率線路的充電電流僅有借助三相全橋、R5、R6往功率電容C3充電，之前，上位機(jī)應(yīng)嚴(yán)禁負(fù)載從功率電容C3上用電；

②當(dāng)上位機(jī)檢測到C3電容兩邊的工作電壓變化率小于規(guī)定值時(shí)，則KZi送至的電平為低，準(zhǔn)許TLP741原邊導(dǎo)通，則付邊在符合開通的標(biāo)準(zhǔn)下，隨時(shí)準(zhǔn)備好觸發(fā)整流橋內(nèi)裝的晶閘管導(dǎo)通。這時(shí)，倘若采樣電阻值R6上的電壓降也許很小，不能夠讓TLP741內(nèi)的晶閘管導(dǎo)通，或R6上的電壓降足夠讓TLP741內(nèi)的晶閘管導(dǎo)通，但并不能夠讓整流橋內(nèi)裝的晶閘管導(dǎo)通，則在此段時(shí)間內(nèi)，整流橋內(nèi)裝的晶閘管也許是不導(dǎo)通的；

③在送出的KZi信號(hào)為低，延時(shí)約10ms后(目地：全面確保觸發(fā)線路準(zhǔn)備好)，允許功率線路C3帶負(fù)載。這時(shí)，倘若C3電容兩端電壓比整流出的工作電壓(即圖2中的0端對(duì)2腳端的工作電壓)高，則整流橋內(nèi)裝的晶閘管仍不導(dǎo)通，僅有在下個(gè)充電周期：當(dāng)0端的工作電壓比1端的工作電壓高、且采樣電阻值R6上的電壓降足以讓整流橋內(nèi)裝的晶閘管導(dǎo)通時(shí)，晶閘管才會(huì)導(dǎo)通。由圖2功率線路帶電機(jī)負(fù)載(負(fù)載功率約為5KW)后測得的晶閘管操控極(6、7端)實(shí)際波型如圖3、圖4所示。
由圖3看得出，在觸發(fā)脈沖的高電平期間，為晶閘管斷開時(shí)間，為主要由功率電容C3向負(fù)載供應(yīng)功率期，約占整個(gè)脈沖周期的1/3；在觸發(fā)脈沖的低電平時(shí)間，為晶閘管充分導(dǎo)通時(shí)間，為整流線路往功率電容充電并向負(fù)載供應(yīng)功率期，約占整個(gè)脈沖周期的2/3。
圖4為圖3波型的局部展開圖，或者也可以算是瞬時(shí)往功率線路充電要供應(yīng)的額外電流值：正常值為往電容C3的充電電流(相應(yīng)圖3中的類正弦波局部)，額外值為往負(fù)載供應(yīng)做功的電流量(相應(yīng)圖3中的疊加在類正弦波上的紋波局部)。圖4中的時(shí)間段相應(yīng)于晶閘管的斷開轉(zhuǎn)向?qū)ā⒊潆姡?fù)載電流量均流經(jīng)電阻值R5、R6的過渡期間。因?yàn)楣β示€路的PWM操控周期為6kHz，PWM開通時(shí)，電流量流經(jīng)R6，因此有觸發(fā)脈沖加到晶閘管的C、K極，PWM斷開時(shí)，無電流量流經(jīng)R6，因此無觸發(fā)脈沖加到晶閘管的G、K極，因此 此時(shí)段內(nèi)晶閘管的觸發(fā)脈沖頻率也是6kHz。

④當(dāng)看見有故障或斷電要斷開晶閘管時(shí)，上位機(jī)在徹底斷開功率線路的負(fù)載后，再使送出去的KZi信號(hào)為高，則最多延遲1個(gè)電周期(=1／(6*50)s≈3.33ms)后，晶閘管必然斷開。

⑤)重復(fù)1～4，就可以實(shí)現(xiàn)1個(gè)完整的控制環(huán)節(jié)。

3、注意事項(xiàng)

在圖2方案線路中，要觀注：

⑴、電阻功率情況：在圖2中，由上解析，看得見電阻R5、R6在首次緩上電時(shí)瞬間穿過的電流量很大，通常帶載運(yùn)作過程，瞬間穿過的電流量也比較大，因此 ，在具體應(yīng)用時(shí)，務(wù)必關(guān)注選取電阻R5、R6的功率足夠大；并且，在晶閘管導(dǎo)通瞬間，穿過電阻R1、R2的瞬間電流量也很大，如圖5所示，即為圖2功率線路帶電機(jī)負(fù)載(負(fù)載功率約為5kW)所測得的波形圖：
由圖看得見，R6的電壓降達(dá)7V，在每一個(gè)供電周期(=50Hz*6=300Hz)均穿過電流量。鑒于R2的電壓降被晶閘管G、K極嵌位在2V之內(nèi)，則在電阻R1上的壓降:≥7-2=5(V)

電阻R1上的瞬時(shí)功率：≥5*5/47≈0.53(W)

看得見，電阻R1需承載的功率很大，因此 也需要關(guān)注選取電阻R1、R2的功率足夠大，以完全確保整個(gè)觸發(fā)控制線路的可靠性；

⑵、時(shí)序情況：在上電時(shí)，假如在橋內(nèi)的晶閘管未滿足導(dǎo)通情況，就準(zhǔn)許功率回路攜帶負(fù)載，則電阻R5、R6極易就燒壞毀壞，因此 上電時(shí)，一定要保證在完全滿足橋內(nèi)的晶閘管所需的導(dǎo)通情況后，再準(zhǔn)許功率線路攜帶負(fù)載運(yùn)作；同樣，斷電時(shí)，也需要充分保證在徹底斷開負(fù)載后，再使晶閘管斷開。否則，不但極易會(huì)造成緩上電電阻R5、R6甚至R1、R2毀壞，也使晶閘管可能運(yùn)作在大電流量情況下關(guān)斷，極易產(chǎn)生很高的斷開過壓，進(jìn)而損橋內(nèi)的晶閘管，更是對(duì)橋內(nèi)的晶閘管的安全工作造成威脅；

⑶、電流量變化率問題：在任何情況下，務(wù)必保證晶閘管導(dǎo)通期任何時(shí)候的電流量變化率都無法超過其標(biāo)稱的重復(fù)值；

⑷、通態(tài)平均電流量額定值：在具體使用中，鑒于無法充分保證整流橋的散熱，則元器件應(yīng)降額使用。具體降額多少，需依據(jù)具體使用情況來決定。

⑸、驅(qū)動(dòng)光耦情況：鑒于涉及到強(qiáng)電、弱電隔離，晶閘管導(dǎo)通時(shí)需要的推動(dòng)功率很大，光耦付邊耐壓情況等，務(wù)必慎重的選用內(nèi)置晶閘管的推動(dòng)光耦。

實(shí)驗(yàn)表明，只有處理好上述的情況，用該整流橋取代傳統(tǒng)的用整流橋+繼電器搭配作緩上電控制策略的優(yōu)勢也是很明顯的，此類整流橋現(xiàn)階段在我公司的交直流伺服設(shè)備上都已經(jīng)取得了不錯(cuò)的應(yīng)用。

4、方案優(yōu)點(diǎn)解析

由圖2看得出，因?yàn)楹芮‘?dāng)?shù)睦镁徤想婋娮鑂6上的電壓降當(dāng)作光耦TLP741的配電電源，在整流橋內(nèi)的晶閘管導(dǎo)通時(shí)，才送上允許晶閘管導(dǎo)通的導(dǎo)通信號(hào)；整流橋內(nèi)的晶閘管斷開時(shí)，才送上允許晶閘管斷開的斷開信號(hào)。

因此 ，在功率電路常規(guī)帶載運(yùn)行時(shí)，KZi的電平是始終保持為低的，晶閘管的斷開、導(dǎo)通全過程根本是自適應(yīng)的，不用專門的控制策略。這不僅省掉了1組專門的配電電源，也無傳統(tǒng)的晶閘管觸發(fā)控制線路需要的由配電電源的檢出的同步脈沖(以決定觸發(fā)的時(shí)間)、門極觸發(fā)所需要的隔離脈沖變壓器等，極大地簡化了觸發(fā)控制線路，使整個(gè)觸發(fā)控制線路的運(yùn)行更為可靠。

上述所言是晶閘管模塊廠家傳承電子對(duì)三相整流橋帶晶閘管模塊的講解，傳承電子是1家以電力電子技術(shù)為專業(yè)領(lǐng)域的功率半導(dǎo)體功率模塊生產(chǎn)商，為各的企業(yè)公司提供半導(dǎo)體功率模塊的制定、生產(chǎn)加工和生產(chǎn)，此外也為各企業(yè)提供來料代加工或貼牌加工項(xiàng)目。主營商品有：igbt模塊、晶閘管(晶閘管)模塊、超快恢復(fù)外延二極模塊、單相整流橋模塊、三相整流橋模塊、整流二極管模塊、肖特基二極管元器件功率模塊等功率半導(dǎo)體電子元器件。