Доставка цветов в Севастополе: SevCvety.ru
Главная -> Силовые полупроводниковые приборы

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 [25] 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143

Глава 4

РАСЧЕТ И ВЫБОР ДИОДОВ И ТИРИСТОРОВ, УСЛОВИЙ их ОХЛАЖДЕНИЯ И РАСЧЕТ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ТИРИСТОРАМИ

4.1. РАСЧЕТ И ВЫБОР ТИПА СПП И УСЛОВИЙ ЕГО ОХЛАЖДЕНИЯ ПО РАБОЧЕМУ ТОКУ

Выбор вида и подвида СПП. Выбор типа СПП по рабочему току подразумевает определение вида и подвида СПП, а также максимально допустимого среднего прямого тока.

В зависимости от ВАХ рассматриваемые СЙП подразделяют на следуюпие виды: выпрямительные диоды (Д), триодные тиристоры, не проводяпие в обратном направлении (Т), лавинные диоды (ДЛ) и лавинные тиристоры (ТЛ) [3.2].

Виды диодов и тиристоров в зависимости от коммутационных параметров подразделяются на следующие подвиды: диоды быстровосстанавливающиеся (ДЧ), диоды низкочастотные (Д), тиристоры быстродействующие (ТБ) и тиристоры низкочастотные (Т).

При определении вида СПП исходят из того, что диоды применяют в случае, когда требуется выпрямление тока, но не требуется регулирование его или стабилизация. Тиристоры применяют в случае, когда наряду с выпрямителем тока требуется регулирование или стабилизация.

При определении подвида СПП исходя из того, что быстровосстанавливающиеся (частотные) диоды применяют в случае, когда к прибору в первую очередь предъявляют требование малых времени обратного восстановления и заряда восстановления. Например, диод ДЧ171-320 при условиях, оговоренных в информационном материале, имеет время обратного восстановления t„ не более 2,5 мкс, а заряд восстановления Q„ не более 200 мкКл.

Быстровосстанавливающиеся диоды применяют, например, в качестве обратных диодов, подключенных встречно-параллельно к тиристорам или транзисторам, или в качестве диодов, шунтирующих индуктивную нагрузку.

Низкочастотные силовые и лавинные диоды применяют в цепях постоянного и переменного токов частотой до 500 Гц, в которых к диодам не предъявляют особых требований в части времени обратного восстановления и заряда восстановления. Например, диод Д161-320 при классификационных условиях имеет f„25 мкс и g„600 мкКл.

Быстродействующие тиристоры применяют в случае, когда от прибора требуется малое время включения tt и выключения 78



, ц, а также высокая скорость нарастания напряжения в закрытом !; состоянии {dUr>/dt)„it или тока \diT/dt)„i, в открытом состоянии. Например, тиристор ТБ 143-320 при классификационных условиях имеет ?gt2,5 мкс, ?д32 мкс, (dUо/dt)„it 1000 В/мкс и (J/r/Oon.>800 А/мкс.

У быстродействуюпих тиристоров нагрузочная способность по току с ростом частоты снижается значительно меньше, чем у низкочастотных тиристоров.

Низкочастотные силовые и лавинные тиристоры применяют в цепях постоянного и переменного токов частотой до 500 Гц, в которых к тиристорам не предъявляют указанные выше требования в части времен выключения и включения, высоких Скоростей нарастания напряжения и тока. Например, тиристор типа Т171-320 с /j.,p.) = 320 А при условиях, оговоренных в информационном материале, имеет fgt<25 мкс, f 250 мкс, (JiV/J<)„i,>80 А/мкс и {dUoldt)„n до 1000 В/мкс.

Лавинные диоды и тиристоры целесообразно применять f при последовательном соединении СПП.

Тепловые параметры СПП и выбор условий охлаждения. Выбор условий охлаждения СПП подразумевает определение требуемого типа охладителя, а также вида и скорости охла-ждаюпей среды.

Мощность потерь, возникающих при прохождении тока через СПП, вьщеляется в основном в небольшом объеме р-п перехода полупроводниковой структуры. Отсюда тепловой поток, определяемый мощностью потерь, проходит через несколько слоев разнородных материалов: вольфрам или молибден (термокомпенсаторы), серебро или олово (прокладки), медь (токоподводы) и алюминий или медь (охладитель). При этом в СПП имеет место практически одномерный тепловой поток, направленный от полупроводниковой структуры к охладителю, имеющему непосредственный контакт с охлаждающей средой [2.8].

Каждый из указанных слоев оказывает сопротивление -. распространению теплового потока, вследствие чего возникает перепад температуры между переходом и каждым из указанных слоев.

Приняв условно тепловое сопротивление как перепад температуры на единицу греющей мощности, для теплового , сопротивления переход-охлаждающая среда в установившемся тепловом режиме получим следующее выражение [4.1]:

( Rthja = -- - thjc + thch + Rthha, (4-1)

\ "totiAV)

"где Tj-температура перехода; Tf-температура охлаждающей среды; Ptot(av)-полная мощность потерь в приборе



в установившемся режиме; Rtj-установившееся тепловое сопротивление участка переход-корпус СПП; Rj.,,-установившееся тепловое сопротивление участка корпус СПП-контактная поверхность охладителя; Riia-установившееся тепловое сопротивление участка контактная поверхность охладителя-охлаждаюпая среда.

Тепловое сопротивление переход-корпус определяется в основном площадью структуры, качеством контактных соединений и конструкцией корпуса СПП.

Для СПП штыревой конструкции

R,.}c=, (4.2)

г(0((/4и)

где Тс-температура корпуса СПП.

СПП прижимной (таблеточной) конструкции характеризуются тепловыми сопротивлениями переход-анодный вывод корпуса RthjcA и переход-катодный вывод корпуса R,hjcK-> при этом

R.bjcA=~-; (4.3)

RtbjcK-, (4.4)

где PtotiAvyA-мощность потерь (среднее значение), определяющих тепловой поток от структуры к аноду СПП; Рш(ау)к-то же, но от структуры к катоду СПП; Тса-температура корпуса со стороны анода; Тк-температура корпуса со стороны катода.

Полное тепловое сопротивление переход-корпус СПП прижимной конструкции равно результирующему сопротивлению при параллетп>ном соединении сопротивлений

RthjcA и PthjcK-

/г./,с=§. (4-5)

Значения установившихся тенповых сопротивлента СПП без охладителя и с охладителем заданы в информационных материалах, и их используют для определения температуры перехода в длительном установившемся режиме.

Установившиеся тепловые сопротивления не могут быть использованы для определения температуры перехода в кратковременных режимах и длительных режимах с изменяющейся нагрузкой.

Для расчета температур перехода СПП в переходных режимах используют переходные тепловые сопротивления переход-корпус Ztjc или переход-среда Zf,itja> зависимости 80



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 [25] 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143



0.012
Яндекс.Метрика