Режимы работы СПП в СЭУ и их характеристика.

Большое разнообразие схем и режимов работы СЭУ определяет отличие причин, механизмов отказов СИП, а также количественных показателей их надежности. Однако с точки зрения физики отказа, особенности режимов работы СПИ во всех девяти группах СЭУ можно свести к четырем базовым режимам: длительному (статический), импульсному, режиму ударных токов и режиму емкостной коммутации. В результате любой частный режим работы СПП можно представить как совокупность нескольких основных (базовых) режимов

Рис. 1.37. Режимы работы СПП в СЭУ

Длительные режимы можно разделить на непрерывные (а) и повторно-кратковременные (б), в которых можно выделить два этапа: τ_пп - переходной режим -средняя за период t_n температура ѳ_ср любой области прибора изменяется; τ_уст - установившийся режим, когда средняя за период t_n температура любой области прибора ѳ_ср = const. Повторно-кратковременный режим характеризуется (рис. 1.38, б) протеканием через СПП импульсов тока определенной частоты f_пк = l/t_u в виде пакетов импульсов длительностью τ_пи и периодом повторения t_п

Одним из основных признаков импульсных режимов (рис. 1.38, в) является то, что к началу следующего импульса тока (нагрузки) температура во всех частях СПП достигает начальных значений ѳ_Н, т.е. значений, которые были до начала предыдущего импульса. При этом в зависимости от частоты повторения импульсные режимы делятся на одиночные и циклические. Режим ударных токов СПП (рис. 1.38, г) характеризуется действием импульсов нагрузки значительной амплитуды по сравнению с импульсами тока в рабочем режиме. При этом импульсы перегрузки могут быть со случайным (аварийный) или периодическим характером повторения. Последние делятся на одиночные и в виде серии импульсов. Обычно за время t_n между очередными импульсами тока i_п перегрузки температура структуры СПП снижается до установившегося значения ѳ_ср, определяемого током рабочей перегрузки, или до ѳ_Н в случае аварийного отключения при воздействии аварийного импульса тока I_ап.т. В данном режиме критическое значение температуры ѳ_кр структуры зависит от длительности импульса тока.

В результате при длительных установившихся режимах, для установления значения предельного среднего тока СПП необходимо определение температуры в зоне p-n-перехода (ѳ_pn) и в зоне контакта корпус - охладитель (ѳ_К). В длительных, повторно-кратковременных и циклических режимах, кроме того, возникает также задача определения температурного поля охладителя. Остальные режимы работы приводят к неустановившемуся тепловому состоянию приборов, когда изменением температурного поля в СПП пренебречь нельзя. Следует отметить, что в длительных повторно-кратковременных режимах возможно изменение температурного поля всей системы СПП - охладитель, оказывая влияние и на внешний теплообмен. В таких режимах возникает необходимость определения температурного поля не только структуры СПП, но и отдельных ее областей, таких как термокомпенсатора, основания прибора, припоя контактов и др.