Parametrii dispozitivelor semiconductoare de putere sunt împărțiți în două grupe: valori maxime admise și parametri de caracterizare. Valoarea admisă trebuie înțeleasă ca semnificația oricărei valori electrice, termice, mecanice referitoare la mediu, care determină condițiile în care se așteaptă funcționarea satisfăcătoare a dispozitivului.
Valoarea maximă admisă este valoarea permisă care determină fie capacitatea de limitare, fie condiția de limitare dincolo de care dispozitivul poate fi deteriorat. Capacitatea de limitare și condiția de limitare pot fi maxime și minime. Valorile maxime admise sunt stabilite pe baza experienței, testelor sau calculelor.
Parametrul care caracterizează este valoarea valorii electrice, termice sau mecanice, care caracterizează proprietatea corespunzătoare a dispozitivului. Parametrii de caracterizare pot fi măsurați direct sau indirect.
În GOST curent, se adoptă următorul sistem de simboluri. Pentru a indica valorile (majuscule), este obișnuit să folosiți litere majuscule (cu excepția valorilor instantanee, care sunt notate cu litere mici). Indicii sunt indicați cu majuscule.
AV (AV) este valoarea medie
(BO) - corespunde comutării
(BR) - corespunde defalcării
D, d - stare închisă, ca a doua literă - ne-răcoritoare
F - direcție directă (se referă la diodă)
G, g - plumbul electrodului de comandă
H - corespunde reținerii
K - ieșire catodică
L - corespunde incluziunii
M - ieșire principală, valoare puls (amplitudine)
O - circuit deschis
(OV) - corespunde supraîncărcării
R, r - direcția inversă, ca a doua literă - repetată, corespunde restaurării
RMS, (RMS) - valoare efectivă
S - scurtcircuit, ca oa doua literă - non-repetată
T - stare deschisă a tiristorului, ca a doua literă - deblocare
crit - valoare critică
m este valoarea maximă admisibilă
min este valoarea minimă admisibilă
tot este valoarea totală
Parametrii de bază ai tiristoarelor sunt după cum urmează.
1. Tensiuni impulsive repetitive și non-repetate. Conform caracteristicii prezentată în Figura 43 arată că peste o anumită tensiune inversă U (BR) în curent tiristor inversă poate atinge valori ridicate, având ca rezultat defectarea dispozitivului. Dacă este depășită valoarea specificată a tensiunii de direcție în stare închisă U (BO). atunci acesta intră în starea deschisă fără a da un semnal de control, care este un mod de urgență atunci când convertoarele funcționează.
Fig.43. Caracteristicile cantitative ale principalilor parametri de tensiune.
Clasa dispozitivului semiconductor este determinată de cea mai mică valoare a tensiunii inverse pulsate cu impulsuri URRM și de tensiunea pulsată repetitivă în starea închisă a UDRM. URRM și UDRM sunt determinate prin înmulțirea cu un factor mai mic decât tensiunile de defalcare ale unității și comutarea. Producătorul determină valoarea specifică a coeficientului. Numărul de sute de volți din aceste tensiuni determină clasa dispozitivului. Pentru a preveni deteriorarea tiristoarelor în moduri tranzitorii din tensiunile de comutație din manuale, sunt date valorile tensiunilor nerepresive admisibile URSM și UDSM. Tensiunile de lucru sunt de obicei selectate cu o marjă. Acestea sunt tensiunile URWM și UDWM.
2. Curentul mediu maxim admis. Aceasta este valoarea medie pentru o perioadă de curent continuu într-un circuit cu o jumătate de undă monofazată cu o rezistență de încărcare activă. Acest parametru este determinat de condițiile de funcționare ale tiristorului. Sunt posibile mai multe valori. Curentul mediu maxim admis pentru o anumită temperatură a cazului este ITAVm. Acest curent este determinat de tensiunea de prag, rezistența diferențială, condițiile de temperatură. Poate fi setat pentru anumite condiții de răcire, pentru anumite condiții de funcționare. În acest din urmă caz, se ia în considerare și forma curbei actuale.
În unele cazuri, în condiții bune de răcire, un curent mai mare decât ITAVm este posibil, dar în nici un caz nu trebuie să depășească valoarea efectivă maximă admisibilă de 1,57 ITAVm. În unele cazuri, curentul admis este reglat pentru o anumită durată a impulsului curent și o anumită frecvență. Cu frecvență. altul decât 50 Hz, curentul mediu admis este redus din cauza pierderilor suplimentare la frecvențe mai mari și o creștere a amplitudinii impulsurilor de curent la frecvențe mai joase.
3. Caracteristicile electrodului de comandă. Amplitudinea și durata impulsurilor de control sunt limitate de un număr de cerințe. Pentru a determina zonele de deblocare garantată a dispozitivelor, dependența curentului prin intermediul electrodului de comandă de tensiunea directă de control (caracteristicile de intrare) pentru dispozitivele cu rezistență maximă și minimă de intrare RGm este decuplată. RGmin.
Figura 44. Distribuția. Caracteristicile electrodului de comandă.
Procesul de deblocare a tiristorului este cu cât este mai mare succesul cu cât este mai mare pulsul sau cu cât este mai mare amplitudinea acestuia. Cu toate acestea, puterea în joncțiunea control pn nu trebuie să fie depășită. Valorile minime ale tensiunii UGT și ale IGT-ului curent al circuitului de comandă sunt limitate de valorile UGTmin și I GEMmin la care o parte din tiristoarele seriei nu pot fi deschise. Durata impulsului de control (10 - 50 μs) £ tG4 4. Caracterizarea parametrilor capacității de suprasarcină. Pentru a estima posibilitatea influenței curenților de urgență asupra unui dispozitiv semiconductor fără influența ulterioară a tensiunii, se utilizează valoarea curentului de șoc în stare deschisă. Trebuie să fie mai mare decât valoarea de proiectare a curentului de șoc când sarcina este scurtcircuitată. Producătorul dă dependența amplitudinii maxime admisibile a curentului de șoc al supraîncărcării de urgență ITSm de durata acestuia în intervalul de la 10 la 200 ms. La alegerea unei protecții, este necesar ca caracteristicile de protecție să treacă sub caracteristicile supapelor. Suprasarcini sunt permise de un număr limitat de ori. 5. Rata critică a creșterii actuale în stare deschisă. Când tiristorul este pornit, procesul de propagare a zonei conductoare începe în apropierea tranziției de control și are o viteză de 30 până la 100 m / s. Prin urmare, fiecare dispozitiv este caracterizat de o rată critică a creșterii actuale în stare deschisă. Producătorii stabilesc o valoare garantată a diT / dt. 6. Temperatura de tranziție maximă și minimă. Parametrii electrici ai dispozitivelor semiconductoare depind de regimul de temperatură. Depășirea unei anumite limite duce la o scădere a clasei dispozitivului, la creșterea curenților de scurgere și la timp, la scăderea imunității la zgomot etc. Sunt date două valori ale temperaturilor limită. Temperatura maximă admisă este temperatura care nu trebuie depășită în timpul funcționării pe termen lung. Temperatura minimă admisă determină limita sub care nu este permisă numai funcționarea, dar este permisă și stocarea dispozitivului. Temperatura minimă nu trebuie să fie mai mică (-50-60 o C). Temperatura maximă depinde de design. 7. Caracterizarea parametrilor tiristorului într-o stare de conductivitate ridicată. Parametrul principal care caracterizează starea de conductivitate ridicată este tensiunea pulsată în stare deschisă. Acest parametru este măsurat la temperatura și curentul normal 3.14 IATVm. Segmentul tăiat de linia de aproximare pe axa absciselor este numeric egal cu tensiunea de prag UT (TO). și cotangenta unghiului la care această linie intersectează axa abscisă este rezistența diferențială rT.
este direct proporțională cu grosimea structurii de siliciu și invers proporțională cu aria sa. Cu creșterea temperaturii, UT (TO) scade, iar rT crește.
8. Curentul invers și curentul în stare închisă IRRm și IDRm. Atunci când o tensiune inversă sau o tensiune inversă se aplică dispozitivului în stare închisă atunci când nu există semnal de comandă, un curent trece prin dispozitiv, a cărui valoare depinde de defectele structurale ale volumului și ale suprafeței. și, de asemenea, curentul datorat recombinării purtătorilor și a manșonului artificial. utilizat ca metodă de îmbunătățire a parametrilor individuali ai dispozitivului. Cu o tensiune mare, acest curent poate crește la valori la care puterea eliberată la anumite părți ale structurii dispozitivului poate duce la supraîncălzire. capabil să rupă tiristorul. Curentul invers și curentul în stare închisă sunt unul dintre principalii parametri-criterii de adecvare a tiristorului. În procesul de exploatare, acești parametri sunt controlați, datorită cărora este posibil să se detecteze tiristori nesigure.
Fig. 46. Caracteristica procesului de comutare (a) și de oprire (b) a unui tiristor
9. Curenții de izolare și de includere a IH și IL. Dacă tiristorul este în stare deschisă și prin el curge un curent DC în absența unui semnal de control, atunci când curentul scade fără probleme, se produce momentul în care tiristorul intră într-o stare închisă. Această valoare minimă se numește curentul de reținere IH. Curentul de închidere crește odată cu creșterea temperaturii, astfel încât cărțile de referință își arată valoarea pentru întregul interval de temperatură de funcționare.
Când semnalul de control tiristor anumite amplitudine și durata tiristorului se aprinde numai atunci când curentul în stare deschisă depășește o anumită valoare, numită de comutare curent IL. curent de comutare depinde de amplitudinea și lățimea impulsului de conducere: ceea ce ei sunt, mai aproape de comutare curent de retenție curent. Când impulsuri scurte (mai puțin de 50 ms) și aproape de amplitudine la valoarea-gate curentului de comutare valoarea curentului poate fi de mai multe ori mai mult spațiu închis curent.
10. Caracteristicile de timp ale proceselor de pornire și oprire. Timpul de timp este format din timpul de întârziere și timpul de creștere al curentului:
tgt = tgd + tgr (Fig.46). Timpul de întârziere depinde în principal de amplitudinea curentului de comandă și de durata frontului său. Timpul de creștere depinde de amplitudinea curentului în stare deschisă și crește odată cu creșterea acestuia. Timpul de pornire pentru tiristoarele de același tip nu este același. Directorul oferă valoarea maximă a acestui parametru.
Pentru a reduce tiristoarele din suprasarcina convertizor cauzate de împrăștiere la timp, este necesar să se utilizeze un impulsuri de ardere cu scurt din față și amplitudine mare (rata curentă de control a ucis cel puțin 1 A / ms, amplitudinea - cel puțin 1 A).
Pentru un număr de circuite de conversie are o valoare tiristor timpul de oprire TQ (Fig.46 b) .Ono depinde de intensitatea curentului în starea deschisă, viteza căderii sale, amplitudinea și rata de ucis în stare închisă, temperatura de tranziție.
Timpul de recuperare este, de asemenea, important. La transferul tiristor într-o stare neconductoare sub acțiunea unei tensiuni inverse pentru un timp predeterminat inversă creșteri curente la valori mai mari decât static și în care tiristorul nu este capabilă să perceapă tensiunea inversă.
Timpul de recuperare determină caracteristicile de frecvență ale tiristorului.
11. Rata critică de creștere a tensiunii în starea închisă. Atunci când o tensiune este aplicată tiristorului într-o stare închisă la o rată ridicată a creșterii sale, un curent capacitiv curge prin tiristor determinat de capacitatea joncțiunii centrale. Acest proces este însoțit de injecția transportatorilor minoritari cu tranziții extreme, ceea ce creează premisele pentru includerea unui tiristor. Prin urmare, valoarea critică duD / dt este normalizată.
12. Parametrii termici. Pierderile termice care apar atunci când un curent trece prin tiristor sunt eliberate în principal într-un volum mic al structurii semiconductoare. Apoi, fluxul de căldură trece printr-o serie de straturi de materiale diferite. În acest caz, fiecare strat își exercită rezistența termică, ca urmare a faptului că sunt create diferențe de temperatură. Cărțile de referință prezintă rezistența termică de tranziție a corpului de tranziție și a mediului de tranziție, ceea ce face posibilă calcularea temperaturii de tranziție pentru anumiți parametri ai agentului de răcire.
13. Puterea de șoc a pierderilor de întoarcere. Dispozitivele de avalanșare în timpul funcționării pot rezista supraîncărcării curente considerabile în sens invers. Caracteristica principală în acest caz este puterea de pierdere de întoarcere PRSM. În manuale este dată dependența acestei puteri de durata impulsului de tensiune inversă și de frecvența de repetare a impulsurilor.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: