Основные параметры силовых полупроводниковых вентилей.

Для силовых полупроводниковых приборов применяется система предельных параметров, соответствующая действующим государственным стандартам. Система представленных параметров характеризует предельные возможности вентилей независимо от режима их работы. По сравнению с применявшейся ранее системой номинальных параметров такая система позволяет более полно использовать нагрузочную способность полупроводниковых приборов и правильнее оценить допустимые режимы работы при проектировании и эксплуатации полупроводниковых преобразователей.

К числу основных предельных параметров относятся:

- предельный ток I_п;

- повторяющееся напряжение U_п;

- ударный ток I_уд;

- максимально допустимое значение интеграла квадрата аварийного тока при заданной температуре ( );

- максимальная допустимая температура полупроводниковой структуры;

- тепловое сопротивление диода.

Предельный ток I_п представляет собой максимально допустимое среднее за период значение тока, длительно протекающего через прибор. Классификационное значение предельного трка определяется в однофазной однополупериодной схеме с активной нагрузкой при частоте 50 Гц, синусоидальной форме тока и максимально допустимой температурой полупроводниковой структуры.

Повторяющееся напряжение U_п – максимально допустимое мгновенное значение напряжения, которое может многократно периодически прикладываться к полупроводниковому прибору в обратном или прямом направлении с учетом всех повторяющихся переходных напряжений.

Неповторяющееся напряжение U_нп – максимально допустимое мгновенное значение напряжения, прикладываемого к прибору в обратном или прямом направлении при процессах, имеющих непериодический характер (примеры непериодич. напряжений: внутренние перенапряжения инт. сети переменного тока, грозовые разряды).

Ударный ток I_уд - максимально допустимое амплитудное значение тока синусной формы, длительностью 10 mс при заданной начальной температуре полупроводниковой структуры без последующего приложения напряжения. Значения I_уд, приводимые в справочниках, используются для проверки допустимости применения данного вентиля путем сопоставления с расчетными значениями возможных максимальных аварийных токов.

Значение - максимальное допустимое значение интеграла квадрата тока по времени при заданной начальной температуре полупроводниковой структуры без приложения напряжения после воздействия импульса тока. Эта величина характеризует максимальное количество тепла, которое может быть воспринято вентилем без повреждения структуры в условиях нормального охлаждения.

Тепловое сопротивление вентиля R_т = - способность конструкции вентиля отводить поток тепла, выделяющийся в нем в процессе работы. Его определяют как отношение приращения температуры ⁰С к мощности выделяемых потерь Вт. Зная тепловое сопротивление R_т можно найти нагрев элементов вентиля в зависимости от тока нагрузки и условий охлаждения.

Определение температуры элементов вентиля с помощью R_т производят аналогично расчету параметров электрической схемы.

На рис.5 представлена схема теплопередачи от вентиля в окружающую среду для установившегося режима. Для мощных вентилей на 200 А R_т ≈ 0,12 – 0,15 ⁰С/Вт.