21. Схемы параллельного и последовательного включения диодов и транзисторов. Способы и схемы выравнивания токов и напряжений.

Схема параллельного включение диода	Схема последовательного включение диода

В преобразователях большой мощности требования к среднему значению прямого тока и обратному напряжению могут превышать номинальные значения параметров существующих вентилей. В этих случаях задача решается параллельным и последовательным соединением полупроводниковых приборов, которое также используется для повышения надежности преобразователей, когда выход из строя отдельного прибора не должен вызывать нарушения работы всей установки.

Групповое соединение полупроводниковых приборов: в — параллельное; в — последовательное; в и г — соответственно обратные и прямые ветви вопьт-амперных характеристик диодов; д — схема выравнивания обратных напряжений на тиристорах; е — схема выравнивания токов диодов

При групповом соединении вентилей из-за несовпадения прямых и обратных ветвей вольт-амперных характеристик приборов возникают неравномерные распределения токов (при параллельном соединении) или напряжений (при последовательном соединении) между отдельными вентилями.

При параллельном соединении двух вентилей (рис. 14,э) протекающий через них общий ток / при одинаковом прямом падении напряжения Аыпр на обеих приборах распределяется неравномерно: через диод V1 протекает ток it, а через диод V2 ток /2 < Л (рис. 14,г) вследствие несовпадения прямых ветвей вольт-амперных характеристик. Это вызывает перегрузку по току отдельных вентилей, приводящую к выходу их из строя вследствие перегрева.

В случае последовательного соединения вентилей (рис. 14,6) через оба прибора протекает один и тот же обратный ток /0бр- но приложенное к ним обратное напряжение и0бр ввиду различия обратных ветвей вольт-амперных характеристик (рис. 14,е) распределяется по диодам неравномерно: к вентилю V1 прикладывается напряжение t/o6pl, а к вентилю V2 - напряжение иобр2 < Цэбр 1 - Превышение на одном из вентилей обратного напряжения над напряжением загиба вольт-имперной характеристики может привести к пробою не только данного, ко и всех остальных вентилей вследствие повышения на них uo6p.

Для исключения выхода из строя вентилей при их групповом соединении принимают специальные меры для обеспечения равномерного деления тока и напряжения между отдельными приборами.

Для выравнивания токов между параллельно включенными вентилями в настоящее время применяют два способа:

подбирают вентили с малым различием прямых ветвей вольт-амперных характеристик — падение напряжения Асупр на отдельных приборах не должно отличаться более чем на 0,02 В при изменении прямого тока от 0,1 /ном до /НОм'!

более распространенным способом выравнивания токов между параллельно включенными приборами является применение индуктивных делителей тока различных типов. На рис. 14,е представлена схема параллельного соединения двух вентилей с индуктивным делителем, который представляет собой тороидальный витой или шихтованный сердечник с двумя встречно включенными обмотками, через которые подводится ток к тиристорам V1 и V2, подключенным к одной "фазе".

*В конце условного обозначения диодов и тиристоров, поставляемых для параллельного соединения, следуют цифры, означающие прямое падение напряжения.

Если токи /'i и /2, протекающие в обмотках такого дросселя в противоположных направлениях, будут неодинаковыми, то это вызовет появление неуравновешенного магнитного потока в сердечнике, изменение которого будет индуктировать в обмотках W\ и w2 противоположно направленные ЭДС, которые будут выравнивать вольт-амперные характеристики параллельных ветвей и способствовать равномерному распределению тока в тиристорах V1 и V2.

Индуктивные делители эффективны для выравнивания токов в ветвях при их нарастании (в переходных режимах) или когда через вентили протекают пульсирующие токи, периодически изменяющие свое значение, что имеет место при работе вентилей в схемах выпрямления переменного тока.

Для равномерного распределения обратного напряжения на последовательно включенных вентилях параллельно каждому из них подключаются резисторы /?ш (рис. 14,d). Сопротивление этих шунтирующих вентили резисторов. Ом, можно подсчитать по следующему соотношению:

где п— число последовательно включенных вентилей; U— наибольшее допустимое напряжение Un вентиля. В; Umax — максимальное напряжение на ветви с последовательно включенными вентилями. В; /0брmax — наибольший обратный ток (амплитудное значение), А.

Мощность шунтирующих резисторов Рш, Вт, может быть рассчитана по действующему значению напряжения UR на этом резисторе

Такой делитель из сопротивлений Яш выравнивает обратное напряжение в установившемся режиме. Для обеспечения равномерного распределения t/G6p 8 переходных режимах, например при переходе последовательно включенных тиристоров из открытого состояния в закрытое, параллельно тиристорам включают конденсаторы с резисторами (ЯС-цепочки). Обычно значение емкости С » 1 -^2 мкФ, а сопротивления R = 2(Н30 Ом.