电力二极管的电流参数理解
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1.电力二极管的电流参数:正向平均电流)(AV F I (额定电流)
指电力二极管长期运行时,在指定的管壳温度和散热条件下,其允许流过的最大工频正弦半波电流的平均值。但是在实际的变流电路中,流过器件的电流不可能正好是正弦半波电流,因此在设计电路,选取器件的时候,要按照实际电路中电流的有效值与正弦半波有效值相等的原则,再换算成平均值计算得出器件的额定电流。
具体的工频正弦半波电流在一个周期内的波形如图1所示
I
图1 正弦半波电流波形图
该波形在一个周期内的表达式为
⎩
⎨⎧≤≤≤≤=πππ200sin t t t I I m
F 该波形的平均值为
πππππππm m m av F I t I dt dt t I I =-=⎥⎦⎤⎢
⎣⎡+=⎰⎰0)cos (20sin 2120)( 该波形的有效值为
2
22cos 12sin 2102022
)(m m m eff F I dt t I tdt I I =-==⎰⎰ππ
ππ 因此,该波形的平均值和有效值之间的关系为
)()()(57.12av F av F eff F I I I ==π
2.课堂练习
图2中阴影部分为流过二极管的电流波形,计算电流的平均值d I 与电流有效值I 。如果不考虑安全裕量,问A 100的电力二极管能送出平均电流d I 为多少,
相应的电流最大值m I 为多少?
Im
图2 电流波形图 解:该电流的平均值为
402122/2/0m m d I dt dt I I =⎥⎦⎤⎢
⎣⎡+=⎰⎰ππππ 该电流的有效值为
2
21
2
/02m m I dt I I ==⎰ππ 由题可知,电力二极管的额定电流为A 100,因此流过它的电流有效值为A 157。图2的电流流过电力二极管,要满足器件的电流额定要求,必须根据有效值相等原则,使该电流的有效值
A I 157=
由它与最大值之间的关系,可得
A I I m 3142==
从而得到该电流的平均值为
A I I m d 5.784
== 注:该练习说明如果电路的电流是图2所示的波形,那么只要电流最大值不超过314A,电力二极管就能正常工作。