低壓熔斷器對(duì)交直流變換器的保護(hù)分析

在交直流混合式柔性電源系統(tǒng)中，各種以電力電子元件為核心的交直流變換器或直流變換器是很常用的設(shè)備之一，因?yàn)殡娏﹄娮釉膇2t耐受值和過(guò)電壓耐受值遠(yuǎn)低于具有相應(yīng)額定值的其他電氣設(shè)備和電路導(dǎo)線的耐受值。因此，挑選符合gb/t13539.4（iec60269-4）《半導(dǎo)體設(shè)備低壓熔斷器保護(hù)用熔斷體補(bǔ)充要求》標(biāo)準(zhǔn)的低壓熔斷器，需要是很經(jīng)濟(jì)可靠的方案。

1、變流器要求的保護(hù)

變流器（如整流器、逆變器、變頻設(shè)備等）通常由多個(gè)電力電子元件組成。理想的保護(hù)設(shè)備應(yīng)確保滿足以下條件：一旦半導(dǎo)體設(shè)備發(fā)生故障，應(yīng)盡快斷開(kāi)電路，以避免其他設(shè)備受損（經(jīng)驗(yàn)表明，在這方面，半導(dǎo)體因短路而發(fā)生故障，并造成大電流）。對(duì)于設(shè)備中的其他故障，建議在損壞半導(dǎo)體設(shè)備之前斷開(kāi)電路。在損壞半導(dǎo)體設(shè)備之前，建議切斷可能造成損壞的過(guò)電流。

2、半導(dǎo)體保護(hù)用低壓熔斷器

半導(dǎo)體保護(hù)用熔斷器符合gb/t13539.4（iec60269-4）“低壓熔斷器半導(dǎo)體設(shè)備保護(hù)用熔斷體的補(bǔ)充要求”，通過(guò)熔體窄徑設(shè)計(jì)，在規(guī)定電流下比其他保護(hù)電器運(yùn)行更快。同時(shí)，通過(guò)挑選和碾磨滅弧填料，可以將滅弧期間的斷路過(guò)電壓降到很低。因此，半導(dǎo)體熔斷器的動(dòng)作不僅可以快速斷開(kāi)故障電流，而且不應(yīng)在任何半導(dǎo)體設(shè)備上造成不可接受的過(guò)電壓。簡(jiǎn)而言之，半導(dǎo)體熔斷器應(yīng)滿足以下要求：

（1） 快速；

（2） 過(guò)電流允許通過(guò)能量小；

（3） 載流量大；

（4） 低功耗；

（5） 分?jǐn)嚯妷哼m中。

Gb/t13539.4（iec60269-4）“半導(dǎo)體設(shè)備低壓熔斷器保護(hù)用熔絲的補(bǔ)充要求”根據(jù)斷開(kāi)范圍定義了半導(dǎo)體設(shè)備特性的兩種應(yīng)用類(lèi)別，R和s：

（1） 與S型相比，R型動(dòng)作更快，過(guò)流允許能量i2t更??；

（1） 與R型相比，S型具有更低的功耗。

如果設(shè)備發(fā)生故障，流經(jīng)半導(dǎo)體器件的故障電流需要在造成器件損壞之前中斷。為了實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，保險(xiǎn)絲的故障電流允許傳導(dǎo)能量i2t需要小于受保護(hù)半導(dǎo)體的容許極限值。操作的允許能量值（操作i2t：預(yù)弧時(shí)間和起弧時(shí)間的能量總和）取決于恢復(fù)電壓。相應(yīng)曲線由保險(xiǎn)絲生產(chǎn)商提供。

低壓熔斷器運(yùn)行期間的斷開(kāi)電壓不得高于半導(dǎo)體PN結(jié)的耐受電壓。根據(jù)生產(chǎn)商的數(shù)據(jù)，當(dāng)恢復(fù)電壓低于保險(xiǎn)絲的額定電壓時(shí)，也可以下降開(kāi)關(guān)電壓（保險(xiǎn)絲工作電壓）。工作電流、可能的故障電流和恢復(fù)電壓取決于安裝在變流器電路中的保險(xiǎn)絲的位置和工作模式。