mov在能量吸收电路中的应用研究

（海军工程大学电气与电子工程学院，湖北武汉43003）摘要: 分析了金属氧化物压敏电阻（MOV）的物理特性，在此基础上，吸收了MOV的能量分为三个阶段: 电流的换向部分，线性吸收部分和渐近部分的分析方法，完成了MOV元件的数学建模，相当于电感，电阻的三个部分和二极管. 得到了最大极限电压能量吸收过程中吸收的能量和作用时间等一系列参数的计算公式，给出了它们之间的解析关系，并通过实验验证了其正确性. 关键字: 金属氧化物晶体管；过压保护；能量吸收MoV的物理特性和数学模型当MOV用作固态开关的过压保护和能量吸收电路时，它同时负责抑制开关断开时的过电压和吸收环路能量释放的作用. 下面分析了MOV的能量吸收过程，并给出了MOV能量吸收动态过程中环路变量与参数之间的关系. 如图2所示，MOV的能量吸收过程可分为三个部分，即换向部分，线性能量吸收部分和电流渐近零部分. MOV 1.1能量吸收过程的电压和电流曲线换向过程被关闭，电流被转移到MOV，即'v从零到最大气体. . MOV的电压从零上升到最大极限电压‰a. 当MO支路上有一个电感k时，它将导致峰值电压为Ul1.2. MOV（极限电压区）的能量吸收过程MOV电流从k下降到接近零到零；极限电压[k缓慢降低.

动态阻抗几乎恒定（对于相同的浪涌电流），其中: 口是非线性特性系数； k是泄放电流的初始值； k是MOV系数，可用‰UmA表，其中: k是k下降到零时的电流. 13电流接近零（可变电阻区）电流接近零，来自MOV的电压从[’迅速下降到UmA. 根据以上对MOV能量吸收过程的物理解释，可以获得其对应的数学描述，如图3所示. MOV的等效电路等效于由电感，电阻和二极管以及相关参数组成的MOV. 分别是t，f，U（正反电压）. 其中，k是MOV的能量吸收回路的电感，是恒定系数；％是MOV的压敏电阻电压UMA或Uoma等，是恒定系数（=双眼tmi）； RR是动态阻抗，由开断电流k决定，其数学表达式为公式: 风: URm-UD JRm和‰取决于某种MOV的UMA和k，请参见公式（3）. 2测试结果和分析测试电路如图4所示. 在该电路中，电池组的电压为240V，环路电感为55 pts，环路电阻为30mQ. FCL使用单个IGBT，并且MOV直接并联连接. MOV采用武汉金属氧化物压敏电阻厂的产品，型号为MYS-390.10K. 图4: MK极限过电压购买波形开关K闭合，电源电路突然短路. 当短路电流达到FCL电流极限预设值时，将断开FCL，并使用数字环路记录主电路的电流以及CE和IGBT之间的电压波形.

通过测试结果的分析，验证上述物理过程和MOV的数学描述的正确性. 2.1峰值电压砜. 分析将FCL的分断电流分别设置为200A，400A和600A，完成了短路分断测试，并记录和比较了不同分断电流下的峰值电压，如图5所示. 根据图5，得出换向时间相同，大约为500ns，可以获得与不同分断电流相对应的电流上升率和峰值电压值，请参见表1. 图5在不同分断电流下尖蜡的电压波形I不同分断电流下的电信号H *自流k（A）120目自感（p 03 03 o3可见￡，h与-diR或气体成比例. 比例取决于M. V co -电感k. 其中k =！Yu Lu 2.2最大极限电压URm分析将FCL的分断电流分别设置为200A，400A和600A，并完成了短路分断测试. 主电路电流波差断开电流，参见圆6. 区域6在不同断开电流下的IOBT电压和主电路电流波根据上图，可以获得对应于不同断开电流的最大极限电压，能量吸收时间和最小极限电压代入公式（3），可确定这类MOV的参数kR和a，然后#日电压之和取决于压敏电阻电压和分断电流之间的关系. 表2最大极限电压，能量吸收时间，不同分断电流下的最小极限电压分断电流‰（A）200400600最大极限电压（‰（V）560600620能量吸收时间岛（s）32 60 80最小极限电压（，Rmi（ V）480 480 480端口，k的影响越明显； ‰越小，最大极限电压‰就越小.

2.3 MOV动作时间k ARY的分析: 坦克头盔破损时MOV的吸收能量近似表示为: 假设电路放电能量等于MOV的吸收能量且uRmi = hek ，则可以获得能量吸收时间. 简化表达式为ko /（shi + U姒）. 该简化公式用于获得对应于不同分断电流的能量吸收时间，并将其与测试结果进行比较. 参见表3. 由近似计算公式计算出的能量吸收时间在测量值的工程误差范围内. 表3不同分断电流下能量吸收时间的解析计算值和实测值比较2.4 MOV能耗计算在MOV参数手册中，有用于限制电压测试的电流容量和波形参数. 对于脉冲电流8 / 20uS的示例，请参见图7. 在该图中，脉冲宽度5为20炉能量的吸收，并且上升时间为8s. 用作电流脉冲动作时间，限制电压存在时间为25，则8/20后电流脉冲对应的能耗A（U）为A =‰Xk. 其中，‰和k的对应表如图8所示. 最大电压和8/20脉冲电流之间的关系可以在图中看到. 随着R1n的增加，URm也增加，A也增加. 例如能量的吸收，型号为ｑｑｑB32E-221K的MOV为L的ULV ＾ = 220V. = 20kAt以获得相应的Lk-900V a可以计算MOV的吸收能量，k = 360曝光9脉冲宽度和电流峰值关系13在电流峰值和脉冲宽度关系的曲线9中，找到对应于2ms（具有寿命）的2ms，然后我可以在8/20母曲线中得到对应于k的‰.

以TNB32E-221K为例. 经受2 ms脉冲{电流冲击} = 230A的脉冲，对应于420V. n-In d = 193 J，基本上与参数表中的值一致. 由于相同的原因，可以获得任何脉冲宽度电流的电流消耗. 例如，与Ims脉冲电流冲击对应的参数为: 加油站. = 450A，[，其中= 460V，4. = 207J. 根据以上两种计算MOV能耗的方法，您可以轻松获得适用于电力电子设备保护的能量约束关系. 根据被保护电路中不同宽度和幅值i的脉冲电流要求，可以合理地计算和选择MoV保护. 参数. 在MOV的数学建模基础上，提出MOV等效地由电感，电阻和二极管三部分组成，并且MOV的能量吸收过程分为换向部分，线性能量吸收部分和换能部分. 当前渐近部分. 阶段. 极限电压最大值c，Rm的表达式为: k = k wall. ，然后最大极限电压取决于压敏电阻电压和分断电流之间的关系，％= o. 基于85U，当假定回路放电能量等于MOV吸收能量时，可以得到能量吸收时间k = kwall /（‰+ UmA）的简化表达式. 实验结果表明，所建立的模型与仿真结果基本吻合. 文献庄金武，张晓峰，杨峰等. 一种新型的直流电网短路限流装置的设计与分析. 海军工程大学学报，2005，17（4）: 13-17. T.泰拉尼西. : 电压互感器抽头绕组. IEEETrans PowerApp.Syst，1983，102（8）: .... 2552-2557 J.MusilG.PreiningerE.SchopperandS.Wenger.Periodicmadous振荡系统产​​生的电压应力OVervoltageintransformerwindings [Y] .IEEETrans.PowerApp.Syst， 1981，100（1）: 431-“ 1. 4 Koosuke Harada和Tamatsu Ninomiya. NoisegenerofaofofSwitchingRegenerator [J]. IEEE交易效率，行线细化一MOV夹紧一口一氧化碳一电子SYNICS8.17（1.

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