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.
Рис. 14. 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:
(2)
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
(3)
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.
