Электрические свойства полупроводниковых вентилей

Параметры всех полупроводниковых вентилей (рис. 2.8) подразделяются на предельные и характеризующие. Предельным параметром называется наибольшее или наименьшее допустимое значение параметра, при котором вентиль не повреждается и не выходит из строя. Характеризующие параметры (характеристики) выражают измеренные свойства вентилей.

1. Напряжение пробоя U_(BR) - характеризует возможности полупроводниковых вентилей выдерживать обратное (запираемое) напряжение.

2. Напряжение переключения U_(BO) - характеризует возможности тиристора и симистора выдерживать прямое (блокирующее) напряжение.

3. Для лавинных диодов и тиристоров допускается работа при резко увеличенном обратном токе, когда обратное напряжение превышает напряжение пробоя, например, при наличие импульсов перенапряжения, но при этом выделяющаяся в вентиле энергия не должна превышать определенного значения Р_RSH - предельная импульсная мощность.

4. Максимальное напряжение, прикладываемое к вентилю, может быть повторяющимся (например, коммутационные перенапряжения) или неповторяющимся (например, перенапряжения при переключениях в схеме). Защита от перенапряжений преобразователя и вентилей должна обеспечить недопустимость превышения предельных значений напряжения для используемых вентилей.

5. Пороговое напряжение для диодов U_(ТО), тиристров и симисторов U_{Т (ТО)} - напряжение в точке пересечения прямого участка ВАХ с осью напряжения.

6. Динамическое сопротивление R_D (r_F = DU_F / Di_F - для диода; r_Т = DU_Т / di_Т - для тиристоров и симисторов).

7. Мгновенное значение напряжение на вентиле

u_F = U_(ТО) + r_F ·i_F - для диода.

u_Т = U_{Т (ТО)} + r_Т ·i_Т - для тиристоров.

Рис. 2.8 Диаграммы, иллюстрирующие граничные и характеризующие параметры тиристоров по напряжению:

а - прямая и обратная ветви ВАХ; б - кривая напряжения, действующего на тиристоре; U_DWM - рекомендуемая амплитуда прямого рабочего напряжения; U_DRM - повторяющееся прямое блокируемое напряжение; U_DSM - неповторяющееся прямое блокируемое напряжение; U_(ВО) - напряжение переключения;       U_RWM - рекомендуемая амплитуда обратного рабочего напряжения; U_RRM - повторяющееся обратно запираемое напряжение; U_RSM - неповторяющееся обратное запираемое напряжение; U_(ВR) - напряжение пробоя;    a - угол управления

8. Среднее за период значение напряжения на вентиле

 - для диода (где l _a - угол проводимости),

 - для тиристоров.

 

9. Мощность потерь от прямого тока P_F(AV)= U_TO ·I_F(AV)+r_F ·I_F(AV)² для диода индекс F, для тиристора – Т.

10. Предельная нагрузка вентиля по току определяется наибольшей допустимой температурой р-n перехода и наибольшей допустимой плотностью тока в кремневой пластине и во внешних выводах. Поэтому в зависимости от условий охлаждения задаются предельно допустимые значения среднего и действующего прямого тока, амплитуды тока в импульсном режиме, ударного тока (для случая аварийной перегрузки) и максимально допустимое значение защитного показателя . При двух последних предельных параметрах, определяющих перегрузочную способность вентиля в аварийных режимах и необходимых для разработки устройств защиты вентиля по току, допустимая максимальная температура р-n перехода превышается. Это приводит к временной потере запирающих (блокирующих) свойств в прямом направлении у тиристоров и симисторов, так что ток в цепи не может быть прерван путем снятия управляющих импульсов. Кроме того, в зависимости от токовой перегрузки может снизиться запирающая способность вентиля в обратном направлении, в связи с чем при возрастании тока в случае короткого замыкания необходимо предусмотреть отключение цепи с помощью устройств токовой защиты. На рис.2.9 показаны предельные параметры по току для тиристоров.

11. При работе вентилей на повышенных частотах пренебрегать потерями мощности при переключениях (коммутационными потерями) уже нельзя и разделять полные потери мощности на потери при переключении и потери от прямого тока нецелесообразно. При частотах выше 400 Гц средняя мощность потерь P_(av)  определяется:

                                          P_(av) = W· f,

где W - энергия потерь мощности от одного импульса; f - рабочая частота (частота следования импульсов анодного тока).

 

 

  

 

 

Рис.2.9 Диаграммы, иллюстрирующие режимы нагрузки тиристора по току:

а – ВАХ в проводящем состоянии; б – диаграмма прямого тока; I_T(av) -среднее значение прямого тока; I_T(RMS) -действующее значение прямого тока; I_TRM -амплитуда повторяющегося прямого тока; I_TSM -ударный ток; a - угол управления; l _a  - угол проводимости

 

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться: