которых от времени приведены в информационных материалах. Такие зависимости заданы для каждого СПП и для СПП с рекомендованным для него охладителем (рис. 4.1).

Приведенные в информационных материалах зависимости переходных тепловых сопротивлений от времени соответствуют наибольшим из возможных значений тепловых сопротивлений СПП данного типа и охладителей.

Переходное тепловое сопротивление на интервале времени

равно частному от деления повышения температуры структуры ATj за время ti от импульса мощности потерь Pt„t на значение этой мощности.

Переходное тепловое сопротивление определяется теплоемкостью и теплопроводностью полупроводниковой пластины и прилегающих к ней элементов корструкдии прибора и охладителя. Наличие теплоемкости указанных элементов приводит к тому, что требуется определенное время для нагрева этих элементов при подаче импульса мощности потерь и время для их остывания при снятии импульса.

По сравнению с другими элементами схемы ПУ СПП имеют малую теплоемкость, особенно конструктивные элементы СПП, непосредственно прилегающие к полупроводниковой структуре. Последняя при подаче импульса тока нагревается очень быстро (см. § 2.3), и температура перехода может заметно изменяться даже на протяжении одного периода тока промышленной частоты [2.8]. И все же даже небольшая теплоемкость прибора может - быть использована для обеспечения его нормальной работы при коротких импульсах тока, значительно превышающих максимально допустимый средний ток прибора.

Если СПП следует применять с охладителем, отличающимся от рекомендованного для него в информационных материалах, то переходное тепловое сопротивление переход--среда

где Z(ji,,jfce-переходное тепловое сопротивление охладителя. Значение Ztщ приводят в информационных материалах охла,в[ители.

Строго говоря, контактное тепловое сопротивление непостоянно во времени, однако вследствие его незначительности по величине и малой тепловой постоянной времени в инженерных расчетах этим можно пренебречь.

При использовании Z(.j,,tfe, в качестве составляющей Zb)tia его необходимо учитывать для расчетных значений t>i с.

Переходное тепловое сопротивление переход-среда зависит ак от времени, так и от скорости (расхода) охлаждающей !ды (рис. 4.1).

4thltjc Ztmtja

Рис. 4.1. Зависимость переходного теплового сопротивления переход-среда Z,щ,ja (1-3) и переход- корпус Z(fh),jc {4) от времени / и скорости охлаждающего воздуха Vf-. V,fi<V,f2<V,f3 (масштаб по осям логарифмический)

В информационных материалах зависимость Ztja от

времени задана графически для интервала времени t>\0-c.

В пределах этого интервала зависимость ZгhytJa{f) может быть представлена аналитически в следующем виде:

Z(,,„j„ = Z,(/0; (4.7) /g(ZjZ„) lg{tjt.) где Zk-значение Z,yф по графической зависимос1и (rt)tjo(O момент окончания аппроксимируемого участка Z„-значение Z(th)tja по трофической зависимости («л)уя(0 момент начала аппроксимируемого участка

(4.8) Zth)ф при

t-время в пределах аппроксимируемого участка от его начала f„ до конца t.

Чем меньше участок аппроксимации, тем вьппе точность определения сопротивления Zu,,-

Для отрезка времени от 10~до 10~с при условии, что структура СПП на всем отрезке времени включена полностью, переходное тепловое сопротивление может быть определено по приближенной формуле

где Z,,p-3)-переходное тепловое сопротивление =10- с.

Зависимость Z,htha в функции времени для интервалов г>10~си 10~c<f<I0"c может быть выражена аналитически аналогичными формулами.

При достаточно большой длительности (f>2-10 с) можно принять

{th)tja = R-thja- (4-9)

Вид охлаждения СПП (естественное воздушное или принудительное воздушное или водяное), а также температуру и скорость охлаждающей среды принимают в соответствии с требованиями технического задания на разработку ПУ.

Если в техническом задании нет требований в части скорости (расхода) охлаждающей среды, то целесообразно 82

скорость (расход) охлаждающей среды принимать равной при естественном охлаждении О м/с, при принудительном воздушном охлаждении 6 м/с, при принудительном водяном охлаждении 3 л/мин.

Принимать скорость (расход) охлаждающей среды при принудительном охлаждении больше указанной нецелесообразно, так как при более высоких скоростях нагрузочная способность СПП по току увеличивается незначительно. Выбирать скорость (расход) охлаждающей среды меньше указанной нежелательно, так как при этом мало используется Нагрузочная способность СПП по току.

При воздушном охлаждении следует использовать СПП с одним из охладителей, рекомендованных для него в информационном материале.

При водяном охлаждении следует использовать СПП с одним из охладителей для водяного охлаждения, рекомендованных для данного типа прибора в информационных материалах на охладители.

Если необходимо использовать СПП с охладителем, имеющимся в информа1дионном материале на охладители, но отличающимся от рекомендованного, то необходимо проверить возможность конструктивного соединения СПП и охладителя.

Определение режима нагрузки СПП рабочим током. Для того чтобы при выборе СПП по току иметь возможность воспользоваться данными по их максимально допустимым токам, приведенным в информационных материалах, необходимо все возможные при эксплуатации ПУ режимы нагрузки СПП током привести к нормализованному режиму с неизменным или изменяющимся рабочим током.

Для определения вида режима нагрузки СПП используется зависимость огибающей амплитуд рабочего тока эквивалентного вентиля 1ем на расчетном интервале времени Тр (рис. 4.2). Огибающая амплитуд рабочего тока эквивалентного вентиля

nJ U

Рис. 4.2. Огибающая амплитуд рабочего тока /£м() эквивалентного вентиля на расчетном интервале Тр