3) падение напряжения в области и-и"*" перехода относитель-ро мало и может рассматриваться как постоянное (около 0,5 В). Это видно из кривых распределения концентрации остаточного заряда, которые показывают, что концентрация

в первой части структуры снижается значительно медленнее, чем в левой, у р-п перехода. Поэтому рассмотренный процесс выключения СПП может быть отнесен как к диодам, так и тиристорам;

4) в случае работы СПП на повышенных частотах энергия, вьвделяющаяся в структуре СПП на интервалах выключения, может быть значительно выше допустимой для данного прибора, даже при использовании специальных быстродействующих СПП с относительно меньшим зарядом.

Необхрдимо иметь в виду не только усредненную мощность потерь, йо и энергию, выделяющуюся при каждом цикле работы прибора.

Соответствующие данные, приводимые в информационных материалах, показывают, что в подавляющем большинстве случаев необходимо принимать меры по ограничению выделяющихся потерь и электрических воздействий на приборы.

Возможны следующие методы ограничения динамических воздействий:

уменьшение токовой нагрузки СПП-снижение до при этом потери включения уменьшаются пропорционально снижению тока, накопленный заряд уменьшается примерно пропорционально {1"а1Та)° и пропорционально (di/dt"ldi/dt)°, а потери от протекания прямого тока-как (IaIIa)- Снижение общих потерь выражается эмпирической зависимостью

2 (-ГаХ- (dildfX

W, \Га) \ di/dt

уменьшение напряжения U, например за счет увеличения числа последовательно соединенных СПП, при этом накопленный остаточный заряд не изменяется, а энергия потерь уменьшается как

использование /?С-контуров, подключаемых к приборам. Здесь может быть достигнуто снижение энергии, вьщеляющейся при выключении, на 40-60%. Вместе с тем растут потери включения в общие потери энергии в схеме ПУ. Могут также возникать нежелательные резонансные явления;

снижение di/dt, при этом накопленный заряд уменьшается согласно формуле

Q;r-Qrr[di/dt"/di/dtY . (5-5)

77. О

ею во во ioo 1го

о 4

S 6 7 вг.мкс

и соответственно снижаются потери;

введение в цепи СПП реакторов с насьпцающи-мися магнитопроводами.

Это является наиболее эффективным средством уменьшения остаточного накопленного заряда. Для расчета накопленного заряда к моменту возникновения обратного напряжения на СПП может быть использовано соотношение

Рис. 5.4. Обратный ток тиристора при раз- Q"r=Q„exp(-t It",) - личных di/dt: " " " "

A~di/dt=5 А/мкс; В-di/dt=20 А/мкс; ~-ctUK)ct

c-di/d,=60AiMKc е;,-накош1енный

заряд, соответствующий току и рабочему di/dt; f„-время ступени тока, создаваемой насыщающимся реактором; I„yiv)- средний ток ступени; г",-время рассасывания, соответствующее току

и di/dt = IcrM/tcT*-При отсутствии в информационных материалах данных для имеющего место режима может быть использована аппроксимация:

\0,1

(5.7)

, (di/{dtt„)Y(r,

Irr-lrr I j ] \ j"

\ CTM / \ A

Получение исходных данных для выбора схем и расчета параметров элементов устройств ограничения коммутационных перенапряжений, создаваемых СПП, На рис. 5.4 показаны осциллограммы токов при выключении диода для различных di/dt. Видно возрастание амплитудного значения обратного тока при увеличении di/dt прямого тока.

На рис. 5.5 пояснены приводимые в информационных материалах данные по динамическим характеристикам процесса выключения СПП.

Обратный ток аппроксимируется прямой линией, проводимой через точки 0,9 и 0,25 /„. Время обратного восстановления

выражается отрезком, заключенным между пересечениями оси абсцисс спадающим прямым током и линией, аппроксимирующей обратный ток. Площадь треугольника, образован-

* Полагаем, что icr линейно нарастает от О до /стм. а /стмк) = 1/2/стм-

Рис. 5.5. Способ аппроксимации кривой обратного, тока

НОГО линией обратного тока, нарастающего, от О до. Д,, линией аппроксимации и отрезком оси абсцисс, выражает величину накопленного заряда:

Qrr=Qrr+Qrr.

По этим данным могут быть определены и остальные характерные величины:

dijdt t2 = t„-ti. • .

В информационных материалах приводят зависимости <2гг и f„ от di/dt и /д. Если зависимости Q„ и f,, от не приведены, то можно принять аппроксимацию (для малых di/dt и /), что величины накопленного заряда Q„ф, Кл, и времени „ф, с, равны

0,4 ,

dijdt}-

di/dt

di/dtYUiA

dijdt) \ij

где -фактическое значение тока за время 2t„ перед переходом через нуль. А; 4,.-значение классифицированного тока, при котором проведены измерения справочных данных, А.

При проведении расчетов параметров ограничительных устройств и определении мощности потерь в СПП используют следующие зависимости накопленного зарЯда Q„ и обратного тока г,, от времени:

e„=eoexp(-f/f„),