一、初步認識晶閘管智能模塊

1、什么是晶閘管智能模塊？

把一個或幾個晶閘管芯片按一定的形式連接并與觸發系統、各種傳感器或者其它控制單元通過特殊的方法封裝成模塊，能直接完成交流調壓、全控整流、穩流穩壓等各種功能，并且具備各種保護能力，它完全不同于只封裝有晶閘管芯片的模塊，我們稱它為智能模塊。。

2、晶閘管智能模塊能做什么？

模塊可應用于各行各業需要對電力能量大小進行調整和變換的場合。如變壓器調壓，加熱行業調溫，金屬加工行業的電鍍、電解，電源行業電池充放電、電源穩壓，電磁行業的勵磁以及各行業廣泛使用的直流電機調速、交流電機軟起動等。

3、晶閘管智能模塊如何使用？

模塊的使用非常簡單，只需用一個可調的電壓或者電流信號即可對模塊輸出電壓的大小進行平滑調節，從而實現弱電對強電的控制。

電壓或電流信號可取自各種控制儀表、計算機D/A輸出，電位器直接從直流電源分壓等各種方法。控制信號可以有0～5V，0～10V，4～20mA，0～10mA四種形式。

4、如何區分各種型號和功能的模塊？

（1）型號標識

圖 1

型號標識有四部分組成，具體含義如下：

①字母YL，公司名稱“青州云領電子科技有限公司”的字母縮寫

②字母TY，“調壓”的字母縮寫

③④字母組合DJ，DZ,SJ,SZ

DJ表示單相交流調壓 DZ表示單相整流調壓

SJ表示三相交流調壓 SZ表示三相整流調壓

⑤數字組合20，100,300等，標記模塊的上限電流，即模塊全部導通時的電流

⑥字母A，V，M，R，T,C等，表示產品的特殊功能

A：穩流類產品 V：穩壓類產品

M：電機控制產品; R：逆變產品

T：過熱保護; C：過流保護

例：YLTY-DJ150，單相交流模塊，上限有效值電流150安培；

YLTY-SZ200，三相整流模塊，上限平均電流200安培；

YLTY-SJ600A，三相交流穩流模塊，上限有效值電流600安培；

YLTY-DZ100VT，單相整流穩壓模塊，上限平均電流100安培，具備過熱保護功能。

5、晶閘管芯片聯結

圖 2：三相交流 圖 3：三相整流

圖 4：單相交流 圖 5：單相整流

6、模塊型號和規格

模塊的規格和型號見下表，用戶特殊需要的規格和型號可以按用戶的要求訂做。

注：1、電流規格為模塊上限導通角下能輸出的直流電流平均值和交流電流有效值。電壓規格為模塊輸入端子間最高輸入交流電壓有效值。

2、表中列出的型號只標明一般用戶可選的電流數，沒有標明產品的特殊功能，如穩流、穩壓、各種保護、特殊電流規格等，但用戶訂貨時可說明。

二、模塊的應用方法

使用快速入門

（1）模塊的控制功能端口符號定義

+12V：外接 +12V 直流電源正極。

GND：直流電源地線。

GND1: 控制信號地線，與GND 相通。

CON10V: 0～10V 控制信號輸入

默認控制信號，可以按用戶要求改為其它控制信號。

TESTE：檢測電源,方便用戶檢測模塊功能時用。可外接 2K～100K電位器，取出0～10V 信號。

以上五個端口為每種模塊基本端口，以下端口為特殊端口，只在部分種類模塊中出現。

CON5V：0～5V控制信號輸入。

CON20MA：4～20mA控制信號輸入。

-12V：外接-12V直流電源負極。

RES：手動復位端口。當電路保護后此端接+12V電源進行復位。首先把控制信號降為零,排除故障后再進行復位。

OVT：過熱保護端口。出現過熱時輸出低電平。

OVC：過流保護端口。出現過流時輸出低電平。

LP：缺相保護端口。出現缺相時輸出低電平。

（2）模塊工作的必要條件

模塊要正常工作，要具備以下條件：

①+12V直流電源（部分模塊需要±12V）：模塊內部控制電路的工作電源，+12V電源正極接+12V端子（-12V電源接-12V端子），公共端子接GND端子。

②控制信號： 0～10V（0～5V，0～10mA，4～20mA）控制信號，用于對輸出電壓大小進行調整的控制信號，正極接CON10V（CON5V、CON20mA），負極接GND1

③供電電源和負載：供電電源一般為電網或者供電變壓器，接模塊的輸入端子；負載為用電器，接模塊的輸出端子。

（3）應用實例

模塊的輸入端子接380V電網，模塊的輸出端子接燈泡，用電位器取出0～10V的控制信號對燈泡上的電壓進行調整，此電路也可以用于對模塊工作正常與否的檢測。

注：380V電網前要加絕緣開關。

圖 6

2、模塊的進一步應用

（1）導通角與模塊輸出電流的關系

模塊的導通角與模塊能輸出的上限輸出電流有直接的關系，模塊的標稱電流是上限導通角時能輸出的上限電流。在小導通角（輸出電壓與輸入電壓比值很小）下輸出的電流為很尖的脈沖，儀表顯示的電流也很小（直流儀表一般顯示平均值，交流儀表顯示非正弦電流時比實際值小），但是輸出電流的有效值很大，半導體器件的發熱與有效值的平方成正比，會使模塊嚴重發熱甚至燒毀。因此，模塊應在上限導通角的65℅以上工作。

（2）模塊電流規格的選取方法

考慮到晶閘管產品一般都是非正弦電流，存在導通角的問題并且負載電流有一定的波動性和不穩定因素，且晶閘管芯片抗電流沖擊能力較差，在選取模塊電流規格時留出余量。推薦選擇方法如下：

I>K?I負載?U上限∕U實際

K ：穩定系數，阻性負載K= 1.5，感性負載K= 2；

I負載：負載流過的上限電流；

U實際：負載上的下限電壓；

U上限：模塊能輸出的上限電壓；（三相整流模塊為輸入電壓的1.35倍，單相整流模塊為輸入電壓的0.9倍，其余規格均為1.0倍）；

I：需要選擇模塊的下限電流,模塊標稱的電流要大于該值。

例：某系統用三相整流模塊電爐調溫，380V輸入，輸出電流130A，輸出直流電壓可調350V—450V，應選擇什么型號的模塊？

選擇方法：三相整流模塊，380V輸入，上限輸出直流電壓為380∗1.35=510V,電爐為阻性負載,按公式輸出電流應不小于1.5×130×510/350=284A,可選取300A的模塊.，型號為:3MTDC300。

（3）模塊的輸出特性

a. 控制電壓與控制角α的關系：

當α為0時對應的控制信號為9.5V，當α為180°時對應的控制信號為0.5V。適用于各種類型的模塊。

b.模塊的輸出電壓和控制電壓的關系因負載性質和電路形式的不同而有所區別：

單相整流調壓模塊用于阻性負載時，α有效范圍為0°～180°，控制電壓對應0.5V～9.5V；用于感性負載時α范圍為0°～90°，控制電壓對應于5V～9.5V。

三相整流調壓模塊用于阻性負載時，α有效范圍為0°～120°，控制電壓對應3.5V～9.5V；感性負載時，α范圍為0°～90°，控制電壓對應于5V～9.5V。

單相交流調壓模塊用于阻性負載時，α有效范圍為0°～ 180°，控制電壓對應0.5V～9.5V。

三相交流調壓模塊用于阻性負載時，α有效范圍為0°～150°，控制電壓對應1.7V～9.5V。

注：交流調壓模塊用于感性負載時α應大于負載阻抗角Ψ，即α≥Ψ；當α≤Ψ時，模塊已輸出上限電壓，且不再隨α的改變而變化。

圖 7：控制電壓與控制角　 圖 8：各種模塊的輸出特性

以上特性僅供參考。

（4）模塊的控制端口與控制線

模塊控制端口有5腳、9腳和15腳三種不同形式的引出插座，分別對應于5芯、9芯、15芯的控制線。如果控制線有屏蔽層，屏蔽層應和直流電源地線相連。

模塊控制端口插座和控制線插座上都有編號，各引腳控制與控制引線顏色對照如下表：

當您購買的模塊不具備某項功能時，與該功能對應的引腳將無意義！

（5）不同控制信號相互轉換的方法

圖 9：電位器取控制信號　　　 圖 10：4～20MA轉換成0～10V

圖 11：0～5V轉換成0～10V 圖 12：0～10MA轉換成0～10V

（6）模塊的保護方法

① 過電流保護

過流保護一般都推薦外接快速熔斷器的方法，但快速熔斷器對于短路保護引起的過流效果很好，對于一般性的過流并不能起到很好的保護效果，因為兩倍于快速熔斷器額定值的電流在幾秒內才能熔斷。如果要取得較好的保護效果，可采用快速熔斷器并使用內部帶過流保護功能的模塊。

i.快速熔斷器接線方法：串聯于模塊的交流輸入端即可，三相模塊三只，單相模塊一只。

ii.快速熔斷器參數選擇

a.額定電壓大于電路工作電壓。

b.熔斷器額定電流一般取負載電流的百分之七十到八十。

②過電壓保護
模塊的過壓保護，推薦使用阻容吸收和壓敏電阻兩種方式。

㈠ 阻容吸收

阻容吸收回路能有效抑制晶閘管由導通到截止時產生的過電壓，有效避免晶閘管被擊穿。

i.接線方法：阻容吸收回路并聯在模塊每一支晶閘管芯片上即可。反并聯芯片可共用一組。參照表：

ii.R和C值選取方法：RC依據下列經驗表格選取近似值，推薦使用廠家配套器件。

注：1、整流模塊取標稱電流的百分之七十計算。

2、表中R、C值適用于阻性或感性負載。當用于容性負載時，電容C容量不變，耐壓值提高1.5 倍。電阻 R 阻值不變，功率提高1倍或阻值提高 1倍，功率不變。

圖 13 ：三相整流模塊 　　　　 　　　　圖 14 ：單相整流模塊

圖 15：三相交流模塊 　　　　　　 　　 圖 16：單相交流模塊

㈡壓敏電阻

壓敏電阻可以吸收由于雷擊或其它原因產生的能量較大、持續時間較長的過電壓，一般用于輸入電壓有強烈干擾的地方。

i.壓敏電阻接線：將壓敏電阻并聯于模塊的交流輸入端。

ii.壓敏電阻的選擇：

a.對于500V以下系統，可按710V≤V/1mA≤1000V選取。

壓敏電阻標稱電壓（V/1mA），是指壓敏電阻流過1mA電流時它兩端的電壓，接線方法見圖 17～18。

b.壓敏電阻的耐流容量用戶可自己選取。

圖 17：三相模塊 　　　　　　　　　　 圖 18：單相模塊

（7）模塊工作直流電源要求

推薦使用廠家配套的直流電源！直流電源極性接反會燒壞模塊！

用戶自己選擇直流電源時要滿足以下要求：

①輸出電壓要求：+12V電源：12±0.5V ，紋波電壓小于20mv 。-12V電源：-12±0.5V ，紋波電壓小于20mv正負電源輸出電壓誤差不大于0.5V

②輸出電流要求：標稱電流小于500安培產品：I+12V＞0.5A，I-12V＞0.1A標稱電流大于500安培產品：I+12V＞ 1A，I-12V＞0.2A。

（8）散熱器風機的選用

表5　模塊用散熱器軸流風機一覽表

表6　模塊用散熱器一覽表

三、模塊的安裝

（1）把散熱器和風機按通風要求裝配于機箱合適位置。

（2）在模塊導熱底板表面與散熱器表面各均勻涂覆一層導熱硅脂，然后用四個螺釘把模塊固定于散熱器上，固定螺釘不要一次擰緊，幾個螺釘要依次固定，用力要均等，反復幾次，直至牢固，使模塊底板與散熱器表面緊密接觸。

（3）用接線端頭環帶將銅線扎緊。將接線端頭固定于模塊電極上，并保持良好的平面壓力接觸。嚴禁將電纜銅線直接壓接在模塊電極上。

四、模塊的構造特點和參數

1、模塊的構造特點

（1）德國進口低壓降方形芯片，陶瓷覆銅板（DCB）焊接工藝

（2）自主設計的10位A/D專用數字觸發電路，性能穩定可靠。

（3）控制電路、晶閘管芯片與導熱底板相互隔離。

2、模塊的一般參數

（1）輸出電壓不對稱度：＜2%

（2）輸出電壓不穩定度：＜0.5%

（3）多種觸發脈沖，適用于不同應用場合

（4）特殊電阻同步電路，三相自適應，可靠性、穩定性遠高于變壓器同步方式

（5）感性負載特殊優化，適用各種空載、輕載、重載感性負載

3、模塊內部晶閘管芯片主要參數

（1）正反向峰值耐壓：≥1400V；

（2）di／dt：100A／μs；

（3）dv／dt：500V／μs

4、模塊外形及安裝尺寸圖

五、使用環境要求

（1）工作場所環境溫度范圍：-25℃～+45℃。

（2）模塊周圍應干燥、通風、遠離熱源、無塵。

（3）模塊不能當作隔離開關使用，為保障穩定，模塊前面需加空氣開關。

注：本說明書圖表和所列內容僅供參考，如有變更，恕不通知用戶。