Выбор силовых транзисторов

При использовании в качестве ключевого элемента силового транзистора порядок выбора и расчета его теплового режима аналогичен изложенному в разделе для тиристора. Однако в большинстве случаев коммутирующий транзистор работает с высокой частотой переключения, поэтому при вычислении полной мощности потерь в транзисторе необходимо кроме потерь проводимости Р_оn учитывать потери переключения Р_пер. Последние зачастую значительно преобладают над потерями на активном сопротивлении открытого транзистора Р_оn.

В технических условиях на MOSFET или IGBT транзисторы обычно указываются значения энергии включения Е_оп и энергии выключения Е_off, заданные в виде зависимости от частоты переключения f для различных значений тока коллектора. Потери мощности при переключении вычисляются по формуле

,

и при вычислении полных потерь суммируются с потерями Р_оп.

Тепловое сопротивление между кристаллом и корпусом прибора R_jk является справочным параметром, а тепловое сопротивление между корпусом и радиатором R_cs можно ориентировочно оценить по данным приведенным в табл.1 [4].

Таблица 1

Тип корпуса	Тепловое сопротивление Rcs ( ) в зависимости от типа диэлектрической прокладки и ее толщины.
Термопленка (0,051 мм)	Слюда (0,076 мм)	Анодированная поверхность (0,51 мм)	Оксид бериллия (1,5 мм)
ТО-3	0,52	0,36	0,28	0,18
ТО-220	2,25	1,75	1,25	1,15

Зная эти параметры, можно рассчитать необходимое тепловое сопротивление радиатор – окружающая среда

,

которое обеспечит допустимый тепловой режим прибора.

Выбрав конструктивное исполнение радиатора, и определив его пространственное положение, расчет его параметров можно выполнить по методикам тепловых расчетов, приведенных в [1-4].

Аналогично выбираются диоды, входящие в схему электронного переключателя, и рассчитываются их режимы. При использовании силового модуля его тепловой режим определяется суммарным потерями в силовых транзисторах и диодах, интегрированными в модуле.