в информационных материалах указывают несколько значений и соответствующие им группы, которые имеют тиристоры данного типа.

Значение зависит от температуры перехода, значения и длительности анодного тока, предшествующего моменту коммутации, скорости спада коммутируемого тока, значения обратного (коммутирующего) напряжения, скорости нарастания и длительности приложения прямого напряжения и от со-1к1ротивления источника питания.

Щ В информационных материалах приводят указанные зави-Шсимости, из которых можно видеть, что время выключения увеличивается с ростом анодного тока, предшествующего коммутации, скорости его спада при коммутации, температуры перехода, амплитуды прямого напряжения по окончании коммутации и скорости нарастания прямого напряжения. С ростом обратного напряжения время выключения уменьшается.

При выборе группы тиристора по времени вьпслючения должно выполняться условие

Uc>t,, (4.89)

где t„c.-минимальное время, предоставляемое в ПУ дня выключения тиристора (время, в течение которого в схеме тиристору прикладывается обратное напряжение); t„-время выключения тиристора, соответствующее условиям й режиму работы ПУ, при которых время выключения имеет наибольшее значение.

Определение t производят по зависимостям, приводимым в i информационных материалах, t определяют при расчете силовой схемы ПУ.

Критическая скорость нарастания тока при включении. Ограниченная способность тиристора выдерживать нарастание тока при включении связана с тем, что при подаче управляющего импульса включйше происходит не одновременно по всей площади структуры, а вначале включается часть струйтуры вблизи границы управляющего электрода. Процесс распространения проводящей зоны, начавшийся вблизи управляющего электрода, идет со скоростью 0,03-0,1 мм/мкс. При этом происходит локальный нагрев области первоначального включения, что при превышении определенной скорости нарастания тока dijdt может привести к выходу тиристора из строя.

На рис. 4.31, о показан процесс изменения анодного тока (а и напряжашя Мд тиристора на интервале включения. Если ток гд увеличивается существенно быстрее, чем растет площадь S включающейся области структуры (рис. 4.31, 6), то плотность тока j во включающейся части структуры резко возрастает (рис. 4.31, в) и может достичь единиц и десятков тысяч ампер на квадратный сантиметр. Максимальное значение мощность

5 Заказ 31.27

Рис. 4.31. К пояснению эффекта dijdt: а-зависимость анодных напряжения ид и тока 1а от времени при отпирании тиристора; б-зависимость площади S включающейся области структуры от времени; в-зависимость плотности тока i во включенной части структуры от времени; г-зависимость мощности потерь р-гт в структуре от времени; д-зависимость повышения температуры структуры ДГ, от времени на интервале включения

потерь Ртт max Достигаст при этом десятков киловатт (рис. 4.31, г), а максимальное значение температуры

Tj нагрева начальной включенной области может превышать исходное значение на сотни градусов (рис. 4.31, д).

Повреждение тиристора при высоких скоростях нарастания тока может быть по двум причинам.

Во-первых, при чрезмерной температуре нагрева начально включенной области структуры (свыше 500° С) температурная зависимость сопротивления в этой области становится отрицательной и возможно стягивание (шнурование) анодного тока. При этом на не-о i большой части начально

включенной структуры выделяется значительная мощность. Это приводит к дальнейшему локальному нагреву начально включенной области и т. д. В пределе температура начально включенной области тиристора достигает температуры плавления кремния, и тиристор выходит из строя.

Во-вторых, резкое повышение температуры начально включенной области тиристора приводит к возникновению механических напряжений из-за линейного расширения этой области. Механические напряжения могут достигать таких значений, что структура начнет разрушаться (появляются микротрещины).

Такое явление наблюдается и при скоростях нарастания тока, меньших тех, которые обусловливают повреждение СПП в первом случае.

При многократном включении с возникновением микротрещин структура постепенно деградирует, и тиристор в конце концов выходит из строя.

Из-за эффекта dijjdt скорость нарастания тока в тиристорах ограничивается некоторым допустимым значением, которое для разных типов тиристоров различно.

Допустимая (критическая) для каждого типа тиристора скорость нарастания тока {dirldt)„ii задается в информационных материалах и соответствует температуре Tj=Tj, определенному значению анодного напряжения при включении тиристора, определенному значению анодного тока и определенным параметрам импульсов управления.

Критическая скорость нарастания тока при включении {dirldt) crit определяется как наибольшее значение скорости нарастания тока при включении, которое тиристор может вьщерживать без повреждения при работе в оговоренных условиях.

В информационных материалах для каждого типа тиристора указывается одно из следующих гарантируемых значений diT/dt),rit-6,3; 8; 10; 12,5; 16; 20; 25; 32; 40; 50; 63; 80; 100; 125; 60; 200; 250; 320; 400; 500; 630; 800; 1000; 1250 и 1600 А/мкс.

При выборе тиристора должно выполняться условие

(4/0crit(iA/A„ (4.90)

где {diT/dt)ctit-критическая скорость нарастания тока при включении, определяемая по информационным материалам для условий работы тиристора в ПУ, при которых она имеет наименьшее значение; [di/jdt)-наибольшее возможное значение скорости нарастания тока в схеме ПУ в месте включения тиристора.

Следует иметь в виду, что значения параметров управляющего импульса должны быть не меньше тех, при которых в информационных материалах задано {dix/dt)cTif

Если условие (4.90) не выполняется, то значение [difldt) следует ограничить за счет увеличения индуктивности внешнего контура (см. гл. 5).

Критическая скорость нарастания напряжения в закрытом состоянии СПП. При определенной скорости нарастания анод: ного напряжения duo/dt может происходить переключение тиристора из закрытого состояния в открытое при отсутствии управляющего импульса.

Возможность переключения тиристора из закрытого состояния в открытое при приложении прямого напряжения с большой скоростью нарастания без подачи управляющего сигнала, т. е. переключение по аноду, связано с тем, что через СПП начинает протекать емкостный ток [4.2], действие которого эквивалентно действию отпирающего тока управляющего электрода.

В этом случае емкостный ток может быть найден по формуле