Author: Чебовский О.Г.
Tags: электротехника полупроводниковые устройства полупроводниковые приборы
Year: 1985
Text
О.Г.Чебовский,
Л. Г. Моисеев, Р П. Недошивин
СИЛОВЫЕ
ПОЛУ-
ПРОВОДНИКОВЫЕ
ПРИБОРЫ
СПРАВОЧНИК
Второе издание, переработанное
и дополненное
Scan Pirat
МОСКВА ЭНЕРГОАТОМИЗДАТ 1985
ББК 32.852
4-34
УДК 621.382.2/.3/035.5)
Рецензент: канд. техн, наук Ю. А. Чесноков
Чебовский О. Г. и др.
4-34 Силовые полупроводниковые приборы: Справоч-
ник/О. Г. Чебовский, Л. Г. Моисеев, Р. П. Не-
дошивин,—2-е изд., перераб. и доп.—М.: Энерго-
атомиздат, 1985,—400 с., ил.
В пер. 1 р. 60 к. 60000 экз.
Описаны принцип работы и конструкция отечественных серийно
выпускаемых силовых полупроводниковых приборов и охладителей
к ним. Приведены параметры и характеристики приборов и охла-
дителей, методы расчета рабочих и аварийных режимов в зависи-
мости от условий применения, рекомендации по групповому при-
менению. Первое издание вышло в 1975 г.
Для инженерно-технических работников, занятых применением
полупроводниковых приборов в различных областях техники.
„ 2403000000-010 ... а. ББК 32.852
051(01)-85 6Ф0.32
ОЛЕГ ГЕОРГИЕВИЧ ЧЕБОВСКИЙ
ЛЕВ ГЕННАДЬЕВИЧ МОИСЕЕВ
РОБЕРТ ПАВЛОВИЧ НЕДОШИВИН
СИЛОВЫЕ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ПРИБОРЫ
СПРАВОЧНИК
Редактор В. А. Злобин
Редактор издательства И. В. Антик
Художественные редакторы В. А. Гозак-Хозак, Ю. В. Созанская
Технический редактор Г. С. Соловьева
Корректор М. Г. Гулина
ИБ № 36
Сдано в набор 28.05.84. Подписано в печать 07.03.85. Т-00079. Формат 84 х Юв’/з-г-
Бумага кн.-журн. Гарнитура тайме. Печать высокая. Усл. печ. л. 21,0.
Усл. кр.-отт. 21,05. Уч.-изд. л. 26,02 Тираж 60000 экз. Заказ 1447.
Цена 1 р. 80 к.
Энергоатомиздат, 113114, Москва, М-114, Шлюзовая наб, 10
Ордена Октябрьской Революции, ордена Трудового Красного Знамени
Ленинградское производственно-техническое объединение «Печатный Двор»
имени А. М. Горького Союзполиграфпрома при Государственном комитете
СССР по делам издательств, полиграфии и книжной торговли, 197136, Ленин-
град, П-136, Чкаловский пр., 15.
© Энергоатомиздат, 1985
ПРЕДИСЛОВИЕ
За последнее десятилетие силовые полупроводниковые приборы
нашли применение во многих областях промышленности, ранее не
использовавших достижения силовой полупроводниковой техники.
Так, резко возросла потребность в мощных высоковольтных ти-
ристорах для выпрямительно-инверторных подстанций линий электро-
передачи постоянного тока, все большее применение силовые
полупроводниковые приборы находят в тяговых установках электро-
подвижного состава, электроприводах, электрохимии, мощных ра-
диопередающих устройствах и др. Прогрессирующее развитие си-
ловой полупроводниковой техники обусловливает повышенный интерес
к этой области широкого круга специалистов самых разнообразных
отраслей промышленности.
В период, прошедший со времени издания справочника «Силовые
полупроводниковые приборы» (1975 г.), разработан и освоен в промы-
шленном производстве ряд новых приборов, которые по основным па-
раметрам и характеристикам превосходят ранее выпускавшиеся при-
боры, находятся на уровне лучших зарубежных аналогов, а в ряде
случаев имеют более высокие показатели.
Наряду с этим совершенствование технологических процессов,
применение новых материалов, конструктивная доработка элементов
позволили существенно улучшить качество серийно выпускаемых при-
боров. В частности, применение специально разработанных новых ма-
рок кремния дало возможность получать полупроводниковые струк-
туры более высоких классов, совершенствование механической обра-
ботки кремния — уменьшить электрические и тепловые потери, замена
паяной конструкции на прижимную — значительно повысить цикло-
стойкость приборов и т. д.
Параллельно была проведена работа по созданию новых высо-
коэффективных охладителей на основе экструзионного профиля и рас-
ширению их номенклатуры, в результате чего охладители были выде-
лены в самостоятельные изделия.
С 1978 г. введен в действие ряд стандартов СЭВ и разрабо-
танных на их основе государственных стандартов, в соответствии с
которыми изменилось обозначение типов и введена новая система
параметров и буквенных обозначений.
Перечисленные обстоятельства привели к идее о необходимости
переиздания справочника «Силовые полупроводниковые приборы».
При переработке в него введены справочные данные по новым прибо-
рам, приведены уточненные данные о параметрах доработанных се-
рийно выпускаемых приборов, в отдельной главе представлены спра-
3
вочные данные по охладителям, даны таблицы сравнения прежней
системы обозначений типов приборов и их параметров с новой, что
позволит сопоставить приборы, находящиеся в эксплуатации, с новы-
ми разработками
В связи с ограниченным объемом справочника сведения о неко-
торых приборах приведены в сокращенном объеме, исключены зависи-
мости, характеризующие нагрузочную и перегрузочную способность
приборов, которые легко могут быть рассчитаны по известным форму-
лам, приведенным в теоретической части справочника.
В новом издании использованьгтехнические условия, нормали, от-
раслевые каталоги и информационные материалы, действующие на
01.01.83 Кроме того, обобщены результаты новых разработок, являю-
щихся наиболее перспективными для внедрения в серийное производ-
ство.
Авторы весьма признательны канд техн наук Ю А Чеснокову за
доброжелательную критику и ценные замечания, высказанные при ре-
цензировании справочника.
Отзывы и замечания о справочнике авторы просят направлять по
адресу: 113114, Москва, М-114, Шлюзовая иаб, 10, Энергоатомиздат
Авторы
ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время в эксплуатации находится большое количество
самых разнообразных видов и типов силовых полупроводниковых
'приборов. При этом каждый полупроводниковый прибор характери-
зуется целым рядом параметров, каждый из которых, в свою очередь,
определяется несколькими зависимостями от других параметров и от
различных условий работы. Естественно, что подробное описание ха-
рактеристик каждого прибора привело бы к непомерному возрастанию
объема справочника. Наряду с этим некоторые общие особенности ус-
ловий работы силовых полупроводниковых приборов, их параметров
и характеристик дают возможность обобщить отдельные данные
с целью сокращения объема справочника.
В таблицах предельно допустимых значений параметров приборов
указывается диапазон повторяющихся напряжений для каждого типа
приборов. При этом внутри диапазона деление на классы по значе-
ниям повторяющегося напряжения производится в соответствии
с табл. 1.4 (§ 1.1) Значения неповторяющегося напряжения, соответ-
ствующие определенным классам, должны быть вычислены как 1,16
повторяющегося напряжения, значение рабочего напряжения — как 0,8
и значения постоянного напряжения — как 0,7 повторяющегося напря-
жения. Аналогично в таблицах параметров многих приборов приве-
дены диапазоны значений таких параметров, как время включения
и выключения, критическая скорость нарастания тока в открытом со-
стоянии и напряжения в закрытом состоянии и др. При этом внутри
диапазона деление на группы производится в соответствии с таблица-
ми § 1.1.
В справочных данных отдельные параметры указываются в отно-
сительных единицах. За базовые значения в этих случаях принимаются
значения параметров, указанных в таблицах предельно допустимых
значений и характеристик для каждого типа прибора.
Контрольные точки измерения импульсного прямого напряжения
(импульсного напряжения в открытом состоянии) и температуры кор-
пуса указаны на рисунках габаритных размеров приборов. При этом
для приборов штыревого исполнения контрольные точки измерения
импульсного прямого напряжения (напряжения в открытом состоянии)
обозначены ml, а температуры корпуса — m2. Для таблеточных прибо-
ров эти контрольные точки расположены на основаниях на окружно-
сти 5 — 10 мм относительно оси прибора.
В отдельных столбцах таблиц справочника приводится несколько
значений одного параметра. При этом порядок указания значений со-
ответствует порядку указания типов приборов в заголовке столбца.
5
Например, в разд. 5 (§ 5.2) в табл. 5.5 приведены значения при Tj =
= 25 °C ударного неповторяющегося тока (Itsm) 6,0; 7,0 и 8,2 кА, а
в заголовке этого столбца указаны типы диодов Д161-200, Д161-250
и Д161-320 Это значит, что для диода Д161-200 значение Itsm равно
6,0 кА, для Д161-250 7,0 кА и для Д161-3^0 8,2 кА.
Ввиду того что значения таких параметров, как критическая ско-
рость нарастания напряжения в закрытом состоянии, критическая ско-
рость нарастания тока в открытом состоянии, время выключения и
критическая скорость нарастания коммутационного напряжения, раз-
личны для одних и тех же групп по прежней и новой системам
обозначений, в таблицах параметров некоторых приборов диапазон
значений вышеуказанных величин приведен в скобках. В этих случаях
деление на группы внутри указанного диапазона должно произво-
диться в соответствии с таблицами § 1.1 по значениям, указанным в
этих таблицах в скобках.
В разд. 18 приведены справочные данные нового направления
силового полупроводникового приборостроения — силовые транзис-
торы, в которых использовались материалы технических условий
и экспериментальных исследований.
Справочные данные охватывают транзисторы на токи коллектора
16—100 А, напряжение коллектор—база до 800 В. В них не вошли
данные на опытно-конструкторские разработки транзисторов с пред-
усилением (Дарлингтона) на токи 16—125 А, напряжение до 1000 В.
Появление транзисторов Дарлингтона (ТУ. 16.432.045-84) имеет огром-
ную перспективу, так как приборы данной серии позволят ском-
пенсировать снижение коэффициентов передачи при повышенных
плотностях тока.
ЧАСТЬ ПЕРВАЯ
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
РАЗДЕЛ 1
КЛАССИФИКАЦИЯ И СИСТЕМА ОБОЗНАЧЕНИЙ
СИЛОВЫХ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРИБОРОВ
1.1 КЛАССИФИКАЦИЯ СИЛОВЫХ
ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРИБОРОВ
К силовым полупроводниковым приборам относятся диоды,
триодные тиристоры, непроводящие в обратном направлении (в даль-
нейшем тиристоры), тиристоры, проводящие в обратном направлении,
и симметричные тиристоры на максимально допустимые средние или
действующие токи 10 А и более или максимально допустимые им-
пульсные токи 100 А и более, стабилитроны и симметричные стабили-
троны с максимально допустимым значением рассеиваемой мощности
15 Вт и более, ограничители напряжения и симметричные ограничите-
ли напряжения с максимально допустимым значением рассеиваемой
энергии 5 Дж и более, транзисторы с током коллектора 10 А и более,
предназначенные для применения в статических преобразователях
электроэнергии, а также в других цепях постоянного и переменного то-
ка различных силовых установок.
По принципу действия силовые полупроводниковые приборы де-
лятся на следующие основные виды: диоды, тиристоры, тиристоры
симметричные, стабилитроны, ограничители напряжения, транзисторы.
Внутри каждого из указанных видов приборы подразделяются на
типы: диоды — по значениям максимально допустимого среднего пря-
мого тока, тиристоры — по значениям максимально допустимого пря-
мого тока в открытом состоянии, симметричные тиристоры — по зна-
чениям максимально допустимого действующего тока в открытом
состоянии, стабилитроны — по значениям максимально допустимой
мощности рассеяния, ограничители напряжения — по значениям мак-
симально допустимой рассеиваемой энергии.
Приборы одного типа подразделяются на классы: диоды — по
значениям повторяющегося импульсного обратного напряжения, тири-
сторы — по значениям повторяющегося импульсного обратного напря-
жения ^повторяющегося импульсного напряжения в закрытом состоя-
нии, тиристоры, проводящие в обратном направлении, и симме-
тричные тиристоры — по значениям повторяющегося напряжения
в закрытом состоянии, стабилитроны — по значениям напряжения ста-
билизации, ограничители напряжения — по значениям напряжения ла-
винного пробоя.
7
Кроме того, виды диодов и тиристоров подразделяются на под-
виды в зависимости от коммутационных параметров. \
Для диодов:
а) диод — время обратного восстановления не нормируется;
б) быстровосстанавливающийся диод — время обратного восста-
новления равно или менее нормы *.
Для тиристоров:
а) тиристор — время включения и время выключения не норми-
руется;
б) быстровыключающийся тиристор — время выключения равно
или менее нормы;
в) быстровключающийся тиристор — время включения равно или
менее нормы;
г) быстродействующий тиристор — время включения и время вы-
ключения равно или менее нормы.
В зависимости от отличительных признаков диоды и тиристоры
подразделяются следующим образом:
тиристор, управляемый с помощью внешнего светового сигна-
ла,— фототиристор;
тиристор, управляемый с помощью внутреннего светового сигнала
от светоизлучающего диода при воздействии внешнего электрического
сигнала, — оптотиристор (тиристорная оптопара);
тиристор, проводящий в обратном направлении, допускающий ра-
боту в обратном направлении в качестве диода, — тиристор-диод;
диод (тиристор), имеющий лавинные вольт-амперные характери-
стики, — лавинный диод (лавинный тиристор).
I Кроме того, приборы подразделяются по конструктивным призна-
кам и по полярности, о чем подробнее сказано в следующем
параграфе.
1.2 . СИСТЕМА ОБОЗНАЧЕНИЙ И МАРКИРОВКА
В 1980 г. введен в действие стандарт [1], регламентирующий поря-
док обозначения типов приборов в зависимости от их вида, конструк-
тивного исполнения, размеров и т. д. До его введения приборы обо-
значались по порядковому номеру разработки (конструктивного
исполнения). Например, по мере разработки новых конструктивных ис-
полнений диодов их обозначения изменялись: В, В2, ВЗ, ..., В12. Такой
же пдрядок обозначения был для тиристоров, симметричных тиристо-
ров и др.
Стандарт регламентирует однозначное обозначение вида прибора
в зависимости от его отличительных признаков, конструктивного ис-
полнения, размеров и др.
Необходимо заметить, что новая система обозначений распро-
1 Под «нормой» подразумевается граничное значение коммутационного
параметра, установленное в стандарте или технических условиях на конкрет-
ный тип прибора.
8
страняется на приборы, выпускаемые по упомянутому стандарту,
являющиеся наиболее перспективными, серийный выпуск которых бу-
дет продолжаться в течение нескольких десятков лет и которые разра-
ботайы взамен устаревших неконкурентоспособных изделий. Наряду
с такими приборами промышленностью в течение ряда лет будут вы-
пускаться приборы, применяемые в данный период в больших количе-
ствах и пользующиеся большим спросом (например, В200, Т160, Т2-320
и др.). Для таких приборов система обозначений остается прежней, а
в справочных данных сведения о них даны с примечанием «В новых
разработках не применять».
В целях облегчения понимания различных систем новая система
обозначения раскрывается ниже в сравнении с прежней.
Обозначения приборов по видам
Обозначение
Вид прибора новое прежнее
Диод .................................................. Д В
Тиристор, не проводящий в обратном направлении
(тиристор)............................................. Т Т
Тиристор, проводящий в обратном направлении .... ТП —
Тиристор симметричный.................................. ТС ТС
Стабилитрон............................................ С СК
Ограничитель напряжения................................ ОН КСОН
Транзистор............................................. ТК —
Наименования и обозначения видов по новой системе приборов
должны дополняться в зависимости от отличительных признаков
в следующем порядке (подвиды):
а) для тиристоров, управляемых с помощью внешнего светового
сигнала, к обозначению вида прибора после буквы Т добавляется бук-
ва Ф, а к слову «тиристор» — приставка «фото»;
б) для тиристоров, управляемых с помощью внутреннего светово-
го сигнала от светоизлучающего диода при воздействии внешнего элект-
рического сигнала, к обозначению вида прибора после буквы
Т добавляется буква О, а к слову «тиристор» — приставка «опто»;
в) для тиристоров, проводящих в обратном направлении, допу-
скающих работу в обратном направлении в качестве диода, в обозна-
чении вида прибора буква П заменяется на Д, при этом прибор дол-
жен называться «тиристор-диод»;
г) для диодов (тиристоров), имеющих лавинные вольт-амперные
характеристики, к обозначению вида прибора после буквы Д (или Т)
добавляется буква Л, а к названию — слово «лавинный».
Для приборов с установленной границей некоторых коммута-
ционных параметров к обозначению вида прибора добавляется:
буква Ч для диодов с нормируемым значением времени обратного
восстановления; при этом к названию вида добавляется слово «бы-
стровосстанавливающийся»;
буква Ч для тиристоров с нормируемым значением времени вы-
ключения; при этом к названию вида добавляется слово «быстровы-
ключающийся»;
9
буква И для тиристоров с нормируемым значением времени
включения; при этом к названию вида добавляется слово «быстро-
включающийся»;
буква Б для тиристоров с нормируемыми значениями времени
включения и выключения; при этом к названию вида добавляется
слово «быстродействующий».
Если по прежней системе обозначений после обозначения вида
прибора следовали цифры (или их не было вообще), означающие но-
мер конструктивного исполнения, присваиваемого в порядке возраста-
ния по мере разработки новых приборов, то сейчас введено новое обо-
значение, характеризующее вид конструкции прибора. Оно должно
состоять из трех знаков: первый знак — порядковый номер модифика-
ции, указанный в стандартах и технических условиях на отдельные
типы приборов (обычно это цифры 1, 2 или 3, указывающие на то, что
в одном и том же корпусе прибора смонтированы выпрямительные
элементы различного диаметра); второй знак — цифра в соответствии
с табл. 1.1 в зависимости от размера шестигранника под ключ для
Таблица 1.1
Приборы штыревого исполнения Приборы таблеточного исполнения
Размер шестигран- ника под ключ, мм Обозначение типоразмера Диаметр корпуса, мм Обозначение типоразмера
11 1 1
14 2 40 2
17 3 52 3
22 4 58 4
27 5 73 5
32 6 85 6
105 7
41 7 125 8
Примечание. При разработке приборов с большим размером шести-
гранника под ключ или с Большим диаметром таблетки первый знак
устанавливается в соответствии со стандартами или техническими условиями
иа эти типы приборов.
штыревых приборов и диаметра корпуса для таблеточных приборов;
третий знак — цифра в соответствии с табл. 1.2 в зависимости от кон-
структивного исполнения корпуса прибора.
После обозначения вида конструкции прибора должна быть ци-
фра, означающая:
максимально допустимый средний прямой ток для диодов, макси-
мально допустимый средний ток в открытом состоянии для тиристо-
ров, максимально допустимый импульсный ток для быстровключаю-
щихся (импульсных) тиристоров, максимально допустимый дейст-
вующий ток в открытом состоянии для симметричных тиристоров;
максимально допустимую рассеиваемую мощность стабилитро-
нов;
10
Таблица 1.2
Конструктивное исполнение корпуса прибора Обозначение
Штыревой с гибким выводом 1
Штыревой с жестким выводом 2
Таблеточный 3
Под запрессовку 4
Фланцевый 5
Пр имечания: 1. Для приборов, конструктивные признаки которых не
отражены в табл. 1.2, первым знаком должна быть цифра 0. 2. При
разработке приборов с конструктивным исполнением корпуса, отличным от
указанных, второй знак должен указываться в стандартах или технических
условиях на эти приборы.
максимально допустимую рассеиваемую энергию для ограничите-
лей напряжения.
В зависимости от конструктивного расположения анодного и ка-
тодного выводов приборы штыревого исполнения по новой системе
обозначений подразделяются на приборы с прямой полярностью (на
основании корпуса анод) и приборы с обратной полярностью (на осно-
вании корпуса катод). Для приборов с обратной полярностью после
значения максимально допустимых нагрузочных параметров должна
ставиться буква X.
Буквы и цифры, означающие вид, подвид конструкции, цифры, оз-
начающие максимально допустимый нагрузочный параметр (ток в ам-
перах, мощность в ваттах или энергию в джоулях), а также буква, оз-
начающая полярность прибора, составляют условное обозначение
типа прибора.
Примеры условных обозначений типов приборов, выпускаемых по
новому стандарту:
диода штыревого исполнения с гибким выводом, порядковым но-
мером модификации конструкции 1, размером шестигранника под
ключ 32 мм, на максимально допустимый средний прямой ток 200 А,
прямой полярности: Д161-200-,
тиристора таблеточного исполнения с порядковым номером моди-
фикации конструкции 1, диаметром корпуса 58 мм, на максимально
допустимый средний ток в открытом состоянии 500 А: Т143-500-,
стабилитрона штыревого исполнения с гибким выводом, поряд-
ковым номером модификации конструкции 1, диаметром корпуса
40 мм, максимально допустимой рассеиваемой мощностью 15 Вт:
CJ2J-J5;
ограничителя напряжения таблеточного исполнения с порядковым
номером модификации конструкции 1, максимально допустимой рас-
сеиваемой энергией 50 Дж:ОН123-50.
Классы приборов (кроме стабилитронов) обозначаются цифрами,
соответствующими числу сотен вольт.
11
Классы диодов и тиристоров
Класс Повторяющееся импульс- ное обратное напряжение, повторяющееся импульс- ное напряжение в закры- том состоянии, В, ие менее Класс Повторяющееся импульс- ное обратное напряжение, повторяющееся импульс- ное напряжение в закры- том состоянии, В, не менее
1 100 22 2200
2 200 24 2400
3 300 28 2800
32 3200
15 1500 36 3600
16 1600 40 4000
18 1800 44 4400
20 2000 50 5000
Примечание. Обозначение классов и соответствующие им значения
напряжений полностью соответствуют прежней системе
Классы транзисторов обозначают в соответствии с табл. 18.1,
а стабилитронов — цифрами, соответствующими напряжению стабили-
зации в вольтах, и устанавливаются в стандартах и технических усло-
виях на конкретные типы приборов.
Приборы одного типа и класса подразделяются на группы в зави-
симости от подвида.
Быстровосстанавливающиеся диоды делятся на группы по значе-
нию времени обратного восстановления (в прежней системе обозначе-
ний деление на группы по этому параметру не производилось):
Группа........... О 1 23456789
Время обратного вос-
становления, мкс, не
более............Не норми- 5,0 4,0 3,2 2,5 2,0 1,6 1,0 0,63 0,4
руется
/
Тиристоры и тиристоры, проводящие в обратном направлении,
подразделяются на группы по значению критической скорости нара-
стания напряжения в закрытом состоянии:
Группа........ 0 12345 6789
Критическая ско-
рорть нарастания
напряжения в за-
крытом состоянии,
В/мкс, не менее Не 20 50 100 200 320 500 1000 1600 2500
норми- (20) (50) (100) (200) (500) (1000)
руется
В скобках показаны значения параметров, соответствующих ука-
занным группам в прежней системе обозначений.
Симметричные тиристоры и тиристоры, проводящие в обратном
12
направлении, подразделяются на группы по значению критической
скорости нарастания коммутационного напряжения:
Группа.............. О 1 23456 789
Критическая ско-
рост ь нарастания
коммутационного
напряжения, В/мкс,
не менее .... Не нор- 2,5 4,0 6,3 10 16 25 50 100 200
мируется (5) (10) (20) (30) (50)
Тиристоры быстровыключающиеся подразделяются на группы по
значению времени выключения:
Группа.............. 0 1 2345 6789
Время выключения,
мкс, не более. . .Не нор- 63 50 40 32 25 20 16 12,5 8,0
мирует- (250) (150) (100) (70) (50) (30) (20) (15) (12)
ся
По новой системе группы по времени выключения входят в услов-
ное обозначение только для быстровыключающихся тиристоров.
Тиристоры быстровключающиеся подразделяются на группы по
значению времени включения*
Группа.............. 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
Время включения,
мкс, не более Не иор- 4,0 3,2 2,5 2,0 1,6 1,2 1,0 0,63 0,4
мируется
До введения стандарта [1] подразделения тиристоров на группы
по времени включения не существовало, а в стандартах, технических
условиях и справочных данных указывалось гарантированное значение
этого параметра.
Тирйсторы быстродействующие подразделяются на те же группы
по значениям времени включения и времени выключения.
В условных обозначениях приборов группы по времени обратного
восстановления, критической скорости нарастания напряжения в за-
крытом состоянии, критической скорости нарастания коммутационно-
го напряжения, времени включения, времени выключения обозначают
цифрами. Кроме того, для приборов, предназначенных для параллель-
ной работы, в условном обозначении должны быть указаны пределы
по импульсному прямому напряжению (для диодов) или импульсному
напряжению в открытом состоянии (для тиристоров).
Примечание. Перед обозначением класса, группы по времени обратно-
го восстановления и пределов импульсного прямого напряжения ставится тире.
Таким образом условное обозначение диода должно содержать:
слово Диод;
тип диода;
класс диода;
13
группу по времени обратного восстановления для быстровосста-
навливающихся диодов (кроме группы 0, которая в условное обозначе-
ние не входит);
пределы по импульсному прямому напряжению с разбросом до
± 5 % для диодов, предназначенных для параллельной работы.
Пример условного обозначения диода типа Д161-2ОО пятого клас-
са с импульсным прямым напряжением от 1,25 до 1,35 В; Диод
Д161-200-5-1,25-1,35.
Пример условного обозначания диода типа ДЧ151-100 восьмого
класса второй группы по времени обратного восстановления: Диод
быстровосстанавливающийся ДЧ151-100-8-2.
Условное обозначение тиристоров и тиристоров, проводящих
в обратном направлении, симметричных тиристоров должно содер-
жать:
слово Тиристор, Тиристор, проводящий в обратном направлении,
Тиристор симметричный;
тип прибора; '
класс прибора;
группу по критической скорости нарастания напряжения в откры-
том состоянии;
группу по критической скорости нарастания коммутационного на-
пряжения (для тиристоров, проводящих в обратном направлении,
и симметричных тиристоров);
группу по времени выключения (для быстровыключающихся
и быстродействующих приборов);
группу по времени включения (для быстровключающихся и быс-
тродействующих приборов);
пределы по импульсному напряжению в открытом состоянии
с разбросом + 5 % для тиристоров, предназначенных для параллель-
ной работы.
При этом перед обозначанием класса, группы по критической ско-
рости нарастания напряжения в закрытом состоянии, группы по ско-
рости нарастания коммутационногр напряжения и пределов импульс-
ного напряжения в открытом состоянии ставится тире. Если для
прибора все группы его коммутационных параметров соответствуют
цифре 0 одновременно (параметры не нормируются), то в условном
обозначении прибора нули не указываются.
Примеры условных обозначений:
тиристора быстродействующего типа ТБ 133-250, восьмого класса,
с критической скоростью нарастания напряжения в закрытом состоя-
нии по группе 5, временем выключения по группе 2: Тиристор быстро-
действующий ТБ133-250-8-52 ;
тиристора типа Т143-5ОО, двенадцатого класса, с критической ско-
ростью нарастания напряжения в закрытом состоянии по группе 4,
с импульсным напряжением в открытом состоянии от 1,70 до 1,80 В:
TUpucmop Т143-500-12-4-1,70-1,80;
тиристора симметричного типа ТС161-160, пятого класса, с крити-
ческой скоростью нарастания коммутационного напряжения по группе
3: TUpucmop симметричный ТС161-160-5-3.
Условное обозначение стабилитронов, симметричных стабилитро-
14
нов, ограничителей напряжения, симметричных ограничителей напря-
жения должно содержать:
слово Стабилитрон, Ограничитель напряжения;
тип прибора;
класс прибора.
При этом перед обозначением класса ставится тире.
Пример условного обозначения стабилитрона типа С121-15, пято-
го класса: Стабилитрон С121-15-5.
Пример условного обозначения ограничителя напряжения типа
ОН123-50, пятого класса: Ограничитель напряжения ОН123-50-5.
При заказе и в нормативно-технической и конструкторской доку-
ментации на другие изделия условное обозначение прибора должно
быть дополнено обозначением климатического исполнения, кате-
гории размещения и стандарта или технических условий иа прибор.
Например, при заказе ограничителя напряжения (см. предыдущий
пример) климатического исполнения У, категории размещения 2 долж-
но быть указано:
Ограничитель напряжения ОН123-50-5 У2 ТУ16... (или ГОСТ).
В маркировке прибора кроме условного обозначения наносятся:
товарный знак завода-изготовителя;
климатическое исполнение и категория размещения (исполнение У,
категория 2 не наносится);
символ полярности (кроме симметрических тиристоров);
цветовое обозначение выводов (если это предусматривается
в стандартах или технических условиях на конкретные типы прибо-
ров);
дата изготовления (месяц, год).
При цветовом обозначении выводов вывод катода обозначается
красным цветом, вывод анода — синим или черным, вывод управля-
ющего электрода — желтым или белым цветом.
РАЗДЕЛ 2
ВИДЫ СИЛОВЫХ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ
ПРИБОРОВ.
КОНСТРУКЦИЯ И СПОСОБЫ ОХЛАЖДЕНИЯ
2.1. ВИДЫ СИЛОВЫХ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРИБОРОВ
Основным элементом большинства силовых полупроводниковых
приборов является р-п переход, теория которого широко проанализи-
рована в специальной технической литературе [2 — 4, 7, 8] и поэтому
в настоящем справочнике не рассматривается.
Полупроводник с одним р-п переходом является основой простей-
шего полупроводникового прибора — выпрямительного диода, вольт-
амперная характеристика которого приведена на рис. 2.1. При прило-
жении к диоду прямого напряжения через р-п переход протекает ток,
значение которого для силовых полупроводниковых диодов состав-
ляет десятки, сотни и тысячи ампер (в зависимости от типа диода),
15
Рис. 2.1. Вольт-ампериая характеристика
диода
в то время как напряжение на
нем остается незначительным —
единицы вольт. Если к диоду
приложено обратное напряже-
ние, то через р-п переход про-
текает незначительный обрат-
ный ток порядка нескольких
миллиампер, так что практиче-
ски все напряжение источника
падает на диоде. Таким образом,
если к источнику переменного
напряжения через диод подклю-
чить нагрузку, то через нее будет
проходить ток только одного направления.
Если к диоду приложить обратное напряжение, превышающее
определенное значение, начнется резкое возрастание обратного тока,
способное вызвать разрушение р-п перехода. С помощью специальных
технологических мероприятий можно добиться того, что диод может
работать в условиях, когда кратковременно через него проходит
обратный ток в несколько десятков ампер. Такие диоды называются
лавинными. В отличие от обычного выпрямительного диода его
обратная вольт-амперная характеристика в области пробоя имеет
очень малое дифференциальное сопротивление (на рис. 2.1 это показа-
но штриховой линией), так что при кратковременных перенапряжениях
в диоде рассеивается значительная энергия, а напряжение на нем ос-
тается практически неизменным. Разновидностью лавинного диода яв-
ляется стабилитрон, работающий в режиме электрического пробоя р-п
перехода. При напряжении пробоя ток через стабилитрон резко во-
зрастает, а напряжение на нем остается равным напряжению стабили-
зации.
Технологически в одном полупроводнике можно создать несколь-
ко чередующихся п- и p-слоев. В зависимости от их числа, порядка че-
редования, а также с помощью определенных технологических опера-
ций могут быть созданы полупроводниковые структуры с различными
электрическими свойствами [2 — 4, 6, 7].
На основе структуры типа р-п-р с удаленными друг от друга р-п
переходами разработаны ограничители напряжения. При приложении
напряжения в одном из направлений один из р-п переходов смещается
в обратном направлении и ограничитель работает как один стабили-
трон. При перемене полярности напряжения в работу вступает другой
р-п переход и напряжение ограничивается в другом направлении.
На основе четырехслойной структуры типа р-п-р-п создан управ-
ляемый полупроводниковый прибор — тиристор, физика работы кото-
рого подробно описана в [2 — 8]. Вольт-амперные характеристики ти-
ристора при разных значениях тока управления приведены на рис. 2.2.
Если к тиристору приложено обратное напряжение, то он работает как
диод при обратном смещении. При воздействии прямого напряжения
и отсутствии тока через управляющий электрод тиристор пропускает
незначительный анодный ток до определенного значения напряжения
(равного напряжению переключения), при превышении которого тирис-
16
Рис. 2.2. Вольт-амнериые характеристики тиристора при различных токах
управления IC1 < IG2 < IG2
Рис. 2.3. Вольт-ампериые характеристики симметричного тиристора при различных
токах управления IGI > IG2 > Iq3
тор переходит в проводящее состояние и работает как диод при пря-
мом смещении. Если на управляющий электрод тиристора подавать
нарастающее напряжение, то переход в проводящее состояние будет
осуществляться все при меньших и меньших значениях прямого напря-
жения до полного спрямления прямой ветви вольт-амперной характе-
ристики. Свойство тиристора отпираться только при наличии тока
в цепи управления используется для регулирования мощности потре-
бителей электрической энергии (регулирование частоты вращения
в электропроводах постоянного тока, стабилизация тока, преобразова-
ние частоты и др.).
На основе пятислойных структур разработаны симметричные ти-
ристоры [2, 3]. Вольт-амперные характеристики симметричного тирис-
тора при различных значениях тока управления показаны на рис. 2.3.
Способность проводить ток в обоих направлениях позволяет исполь-
зовать симметричные тиристоры в качестве ключей и в схемах регуля-
торов переменного тока, а также применять их как реверсивные кон-
такторы, например для изменения направления вращения двигателей
постоянного тока и регулирования частоты вращения.
Еще одна разновидность приборов на основе многослойных
структур — тиристор-диод, вольт-амперная характеристика которого
приведена на рис. 2.4. Эта структура позволяет совместить функции
тиристора и встречно-параллельно включенного диода, что исполь-
зуется в некоторых схемах преобразователей для исключения нежела-
тельных воздействий, возникающих при переходных коммутационных
процессах.
В настоящее время ведется работа по созданию мощных пол-
ностью управляемых тиристоров *, которые могут быть переведены
в закрытое состояние при подаче управляющего импульса в цепь
управления. Успешная разработка и серийное освоение этого вида ти-
ристоров позволили бы значительно упростить схемные решения мно-
гих разновидностей тиристорных преобразователей.
1 В некоторых источниках — тиристоры, выключаемые по цепи управ-
ления [2].
17
Рис. 2.4. Вольт-амперная характерис-
тика тиристора, проводящего в обрат-
ном направлении, /С; < Iq? < Ig3
свет при рекомбинации носит
пользуется в оптотиристорах
Фототиристор — однонаправ-
ленный переключатель тока, пере-
водимый в проводящее состояние
в результате воздействия света.
Конструктивно фототиристор вы-
полняется таким образом, что роль
управляющего электрода выполня-
ет определенный участок поверх-
ности структуры, в котором при
освещении через окно в корпусе
тиристора возникает фототок, ана-
логичный току через управляющий
электрод обычного тиристора, воз-
никающему под воздействием на-
пряжения источника управления
Свойство р-п перехода излучать
ей заряда в полупроводнике ис-
Отличие от фототиристора за-
ключается в том, что источником освещенности является свето-
излучающий диод, излучающий необходимую световую энергию
под действием приложенного к нему напряжения.
Подробное описание конструкции и механизма работы фото-
и оптотиристоров приведено в [2, 9].
Транзистором называется усилительный прибор, действие которо-
го основано на управлении движением носителей электрических заря-
дов в полупроводниковом кристалле.
В самом общем виде транзистор представляет собой монокрис-
талл полупроводника, разделенный двумя близкорасположенными р-п
переходами на три области: эмиттер, базу и коллектор. В зависимости
от порядка чередования типов проводимости областей различают
транзисторы р-п-р и н-р-н-типов [10].
В отличие от тиристора транзистор может работать в режиме не-
прерывного усиления, когда значение коллекторного тока в определен-
ном диапазоне изменения тока базы зависит от значения последнего.
Мощные транзисторы работают преимущественно в ключевом ре-
жиме. При этом, как правило, транзистор включается по схеме
с общим эмиттером (рис. 2.5). Рабочая точка транзисторного ключа
может находиться в четырех областях (рис. 2.6):
1) в области отсечки. При этом эмиттерный и коллекторный пере-
ходы транзистора смещены в обратном направлении. Токи, протека-
ющие через транзистор, малы. Этот режим соответствует разомкну-
тому состоянию транзисторного ключа;
2) в области насыщения. При этом оба р-п перехода имеют пря-
мое смещение. Через транзистор протекает максимально возможный
в данной схеме ток (ток насыщения). Этот режим соответствует замк-
нутому состоянию транзисторного ключа;
3) в активной области. При этом эмиттерный переход смещен
в прямом направлении, а коллекторный — в обратном, транзистор
работает как усилительный элемент. Эта область является переходной
при работе транзистора в ключевом режиме;
18
Рис. 2.6. Области статических характеристик транзистора:
/ — область насыщения; 2 — область отсечки, 3 — активная область
4) в инверсной области. При этом эмиттерный период смещен
в обратном направлении, а коллекторный в прямом, через транзистор
протекает обратный ток.
Более подробно физика работы и описание электрических свойств
мощных транзисторов приведены в [11].
2.2. КОНСТРУКЦИЯ И СПОСОБЫ ОХЛАЖДЕНИЯ СИЛОВЫХ
ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРИБОРОВ
Конструкция силовых полупроводниковых приборов должна обес-
печить их высокую эксплуатационную надежность, необходимый срок
службы, минимальную массу и габаритные размеры, простое и надеж-
ное соединение с охладителем, удобство группового соединения и др.
Основой конструкции полупроводникового прибора является вы-
прямительный элемент, качество которого определяет электрические
параметры прибора. Выпрямительный элемент представляет собой
конструкцию, в которой кремниевая пластина с образованным в ней
сочетанием р-п переходов (структура) напаяна на термокомпенсатор
(вольфрам, молибден) или сплавлена с иим. В таком виде выпрями-
тельный элемент монтируется в корпус прибора с помощью пайки или
прижима, а затем корпус прибора герметизируется с помощью сварки
или завальцовки. Это обеспечивает механическую прочность структу-
ры и защищает ее от влияния окружающей среды.
В последнее время наибольшее распространение получают прибо-
ры прижимной конструкции, значительно облегчающей работу прибо-
ра в условиях циклической токовой нагрузки и предотвращающей
быстрое разрушение контактных соединений В качестве примера на
рис. 2.7 изображен разрез арматуры штыревого тиристора Т171-320.
На медном основании 1 располагается выпрямительный элемент
2 с центральным управляющим электродом. Для улучшения электри-
ческого контакта со стороны основания выпрямительного элемента
помещаются серебряные прокладки 3. По оси катодного вывода 4 выс-
верлено отверстие для вывода управляющего электрода 5, который
прижимается к центральному управляющему электроду выпрямитель-
ного элемента с помощью пружины 6. Управляющий вывод через ра-
диальное отверстие выводится во внешнюю среду с помощью изоли-
19
Рис. 2.7. Конструкция тиристора
ТП1-320 до завальцовки в кор-
пус
ция тиоистооа таблеточного
рованного проводника 7. Управляю-
щий электрод изолирован от катодного
вывода с помощью изолятора 8. Ка-
тодный вывод по высоте прибора изо-
лирован от других элементов с по-
мощью изолирующей трубки 9. Для
создания необходимого усилия при-
жима служат тарельчатые пружины 10
При сборке прибора давление от пресса
с помощью держателя 11 передается
на конструкцию через опорную шайбу
12 и опорный изолятор 13. Держатель
под действием давления входит во фла-
нец 14, после чего производится за
вальцовка по фланцу.
Конструкция прибора в собранном
виде показана на рис. 2.8. На арма-
туру надевается металлокерамический
корпус, нижнее основание которого
приваривается к буртику фланца. Во
втулку корпуса вставляется гибкий си-
ловой вывод, и производится обжим.
На рнс 2 9 показана конструк-
исполнения типа Т153-630. В отли-
чие от штыревого прибора в этой конструкции необходимое
усилие сжатия создается извне либо с помощью соответствую-
щей конструкции охлаждающего устройства, либо путем приме-
нения других специальных зажимных устройств, обеспечивающих
регламентируемое усилие сжатия при электрических нагрузках.
Выпрямительный элемент 1 с центральным управляющим элек-
тродом помещен между основаниями металлокерамического корпуса,
состоящего из собственно корпуса 2 и крышки 3. Между основаниями
корпуса и выпрямительного элемента расположены серебряные про-
кладки 4, причем в центре верхней прокладки имеется отверстие для
вывода управляющего электрода. В крышке корпуса 3 имеется осевое
углубление для управляющего электрода 5 и радиальное отверстие для
управляющего вывода. Управляющий электрод центрируется с по-
мощью керамической втулки 6 и поджимается пружиной 7. Фторо-
пластовое кольцо 8 служит для исключения смещения выпрямительно-
Рис. 2.8. Конструкция тиристора Т171-320 иосле окончательной сборки
20
Рис. 2.9. Конструкция тиристора T1S3-630
го элемента относительно оснований корпуса. В основаниях имеются
углубления 9 под штифты, фиксирующие положение таблетки относи-
тельно поверхностей охлаждающих устройств, на которые монтирует-
ся тиристор.
На рис. 2.10 показана конструкция тиристора Т160 с выпрямитель-
ным элементом, припаянным к анодному и катодному выводам. Вы-
прямительный элемент вначале напаивается на медное основание 1,
служащее анодом тиристора. К верхнему термокомпенсатору выпря-
мительного элемента припаивается чашечка 2, в которую впаивается
внутренний гибкий вывод 3, соединенный внутри стальной втулки
с внешним гибким силовым выводом 4. К управляющему р-п переходу
выпрямительного элемента припаивается внутренний управляющий
электрод 5, соединенный через изолированную стальную втулку 6 с на-
конечником управляющего электрода 7. В медном основании имеется
кольцевая выточка, в которую перед установкой корпуса 8 помещается
фторопластовая прокладка 9, усиливающая после завальцовки стыков
крышки и основания степень герметизации прибора. Выводы силового
катодного и управляющего электродов осуществляются через метал-
лостеклянную крышку. Основание корпуса изготавливается совместно
с нарезным болтом 10, служащим для соединения прибора с охлажда-
ющим устройством»
Кроме рассмотренных конструкций силовых полупроводниковых
приборов штыревого и таблеточного исполнения, получивших наи-
большее распространение, применяются также корпуса с плоским ос-
нованием и под запрессовку. Корпуса с плоским основанием приме-
няются в приборах для бесщеточных систем возбуждения мощных
турбогенераторов. Основания таких корпусов изготавливаются без
шпильки и имеют круглую или квадратную форму. По углам квадрата
или по периметру окружности имеются отверстия для крепления при-
бора к охладителю с помощью болтов.
Конструкция корпуса под запрессовку применяется для автотрак-
торных диодов. Основание корпуса имеет форму медного стаканчика
с наружной насечкой, к которому сверху припаяно стальное коль-
цо диаметром, большим диаметра стаканчика. Запрессовка такого
прибора производится давлением на выступающую часть стального
кольца.
21
Рис. 2.11. Конструкции тиристора Т500 в сборе с охладителем ОА-031
Наибольшую сложность представляет сборка с охладителями при-
боров таблеточной конструкции. В качестве примера на рис. 2.11 при-
ведена конструкция тиристора Т500 в сборе с охладителем ОА-031.
Тиристор 1 крепится между двумя охладителями 2 и 3 с помощью
болтов 4 и 5. Болты изолированы от охладителяизодирущццпии втул-
ками 6 и 7. Требуемое усилие сжатия обеспечивается траверсои'вчв за-
каленной стали. Для обеспечения равномерного давления на контакт-
ные поверхности тиристора усилиелжатия от траверсы на охладители4
передается через изолятор с полусферическими выступами, помещен-
ный между траверсой и охладителем 2. Контроль усилия сжатия
осуществляется по прогибу траверсы с помощью специальных индика-
торов.
Электрические потери, обусловленные прохождением тока через
полупроводниковый прибор, вызывают выделение теплоты, которая
отводится с помощью систем охлаждения. Основные требования,
предъявляемые к системам охлаждения, следующие:
минимальное тепловое сопротивление при минимальном расходе
охлаждающего агента;
обеспечение необходимого усилия сжатия для систем охлаждения
приборов таблеточной конструкции;
высокое качество поверхностей, контактирующих с прибором,
в части шероховатости и неплоскостности;
22
минимальные габариты и масса;
удобство монтажа прибора в сборе с охладителем в конструкции
преобразователей;
минимальный перепад давления при принудительном охлаждении.
При монтаже приборов штыревого типа на охладители должен
обеспечиваться определенный закручивающий момент, значение кото-
рого указывается в справочных данных для прибора и реализуется
с помощью специальных моментных ключей. Более сложным является
монтаж приборов таблеточного типа. Здесь необходимо, во-первых,
обеспечить равномерность сжатия по всей поверхности и, во-вторых,
создать заданное усилие сжатия. Последнее обеспечивается с помощью
специальных устройств, а порядок монтажа определяется инструк-
циями заводов-изготовителей.
Большое значение при сборке приборов с охладителями имеет
соблюдение их соосности. Кроме того, недопустимо применять в ка-
честве прокладок материалы, создающие в контактных соединениях
пары, приводящие к быстрой коррозии. И то, и другое приводит к уве-
личению тепловых сопротивлений, что ухудшает нагрузочную способ-
ность приборов.
Следует помнить, что для обеспечения эффективности принуди-
тельного охлаждения охладители систем воздушного охлаждения
должны монтироваться таким образом, чтобы их ребра были парал-
лельны направлению воздушного потока. При применении охладите-
лей систем водяного охлаждения должны быть учтены требования
к качеству воды (удельное электрическое сопротивление не должно
влиять на перераспределение напряжения между участками электричес-
кой схемы преобразователя).
РАЗДЕЛ 3
ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМЫЕ ЗНАЧЕНИЯ
И ХАРАКТЕРИЗУЮЩИЕ ПАРАМЕТРЫ
СИЛОВЫХ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ
ПРИБОРОВ
3.1. СИСТЕМА ПАРАМЕТРОВ
Параметры силовых полупроводниковых приборов разделены на
две группы [12]: предельно допустимые значения и характеризующие
параметры. Под допустимым значением следует понимать значение
любой электрической, тепловой, механической величины, относящейся
к окружающей среде, определяющее условия, при которых ожидается
удовлетворительная работа полупроводникового прибора.
Предельно допустимое значение — это допустимое значение, кото-
рое определяет либо предельную способность, либо предельное усло-
вие, за пределами которых прибор может быть поврежден.
23
Предельная способность и предельные условия могут быть мак-
симальными и минимальными, при этом им соответствуют максималь-
но допустимые значения и минимально допустимые значения. Пре-
дельно допустимые значения устанавливают на основе опыта, испыта-
ний или расчетов.
Характеризующий параметр — значение электрической, тепловой
или механической величины, которое характеризует соответствующее
свойство прибора. Характеризующие параметры являются непосредст-
венно или косвенно измеряемыми величинами.
3.2. ОПРЕДЕЛЕНИЯ И УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
В отличие от ранее действовавших нормативно-технических доку-
ментов в настоящих стандартах все параметры приборов обозначают-
ся буквами латинского алфавита [13]. При этом система обозначений
основана на следующих основных правилах:
1. Основные буквы. Импульсные значения, средние значения, пос-
тоянные значения и действующие значения обозначаются прописными
буквами. Мгновенные значения изменяющихся во времени величин
обозначаются строчными буквами.
2. Индексы обозначаются в основном прописными буквами.
Исключение составляет обозначение предельных значений т (макси-
мально допустимое значение) или min (минимально допустимое значе-
ние), критических значений индексом crit и общих (суммарных) значе-
ний индексом tot, а также строчные индексы в соответствии со
следующим перечнем:
А — вывод анода
AV, (AV) — среднее значение
(ВО) — соответствует переключению
(BR) — соответствует пробою
D, d — закрытое состояние, в качестве второй буквы — неот-
пирающий
F — прямое направление (относится к диоду)
G, g — вывод управляющего электрода
Н — соответствует удержанию
К — вывод катода
L — соответствует включению
М — основной вывод, импульсное (амплитудное) значение
О — разомкнутая цепь
(О V) — соответствует перегрузке
Q — запирающий
R, г — обратное направление, в качестве второй буквы —
повторяющийся, соответствует восстановлению
24
RMS, (RMS) — действующее значение
S — короткозамкнутая цепь; в качестве второй буквы —
неповторяющийся
Т — открытое состояние (относится к тиристору), в ка-
честве второй буквы — отпирающий
(ТО) — пороговый
W — рабочий
Строчными буквами обозначаются индексы:
сот — коммутационный
d — задержка
/- спад
г — нарастание
л — запаздывание
t — включение
Пример применения буквенных обозначений приведен на рис. 3.1,
где: iT — мгновенное значение; IТА у— среднее значение;
Itrms — действующее значение; Itrm ~ повторяющееся импульсное
значение.
Рис. 3.1, Пример применения буквенных обозначений (примой ток
тиристора как функция времени)
3. Применяются буквенные обозначения для: токов I, i, напряже-
ний U, и, мощности Р, р, температуры Т, времени t, теплового сопро-
тивления R, переходного теплового сопротивления Z.
4. Используются индексы, относящиеся к температуре: а — окружа-
ющая среда, с — корпус, j - переход.
5. Для обозначения тепловых сопротивлений и переходных тепло-
вых сопротивлений основными буквами являются соответственно R
и Z. Частичным индексом для R является th (R,h), для Z - (th) t(Z(th)t).
Термины определения и буквенные обозначения параметров сило-
вых полупроводниковых приборов, используемые в справочнике, при-
ведены в табл. 3.1—3.6, охладителей — в табл. 3.7, где определения
терминов даны в соответствии с [13, 28], а наименования и буквенные
обозначения приведены как для новой, так и для прежней систем, при-
чем для прежней системы обозначений они приведены в скобках.
25
Таблица 3 1 Термины по теиловым характеристикам (общие дли всех типов
приборов)
Термин Обозначение Определение
Эффективная эквива- лентная температура пе- рехода (температура структуры) ГУ(ГСТ) Теоретическая температура, основанная на упрощенном представлении тепловых и элек- трических свойств прибора
Температура корпуса tc(tj Температура в заданной внеш- ней контрольной точке на (или в) корпусе прибора (на габаритных чертежах контрольная точка обозначается m2)
Температура окружаю- щей среды1 TaW Температура в заданной внеш- ней контрольной точке в- ох- лаждающей прибор или его охладитель среде
Тепловое сопротивле- ние переход — среда (структура — среда) R-thja (*т, ст — х) Отношение разности темпера- туры перехода и температуры окружающей среды к мощности потерь в прнборе в устано- вившемся режиме
Тепловое сопротивление переход — корпус (струк- тура — корпус) R-thjc (^т, ст — к) Отношение разности темпера- туры перехода и температуры корпуса к мощности потерь в приборе в установившемся ре- жиме
Переходное тепловое сопротивление переход — среда (структура — среда) Z( th) tja (гт, ст — к) Отношение изменения разно- сти в конце интервала времени между температурой перехода и температурой окружающей среды к скачкообразному изме- нению мощности потерь в на- чале того же интервала време- ни, вызывающему изменение температуры
Переходное тепловое сопротивление переход — корпус (структура — кор- пус) % (th) tjc От, ст — к) Отношение изменения разно- сти в конце интервала времени между температурой перехода и температурой корпуса к скачкообразному изменению мощности потерь в начале того же интервала, вызывающему изменение температуры
1 В справочнике принято, что термин «окружающий» эквивалентен
термину «охлаждающий», т е имеется в виду, что охлаждающей средой
является среда, в которой расположен охлаждаемый прибор (для приборов
с жидкостным охлаждением — жидкость, циркулирующая в охладителе).
26
Рис. 3.2. Вольт-амперная характеристика диода:
1 — прямая характеристика; 2— обратная характеристика, 3 — область пробоя,
4 — прямолинейная аппроксимация прямой характеристики, 5 — пороговое на-
пряжение Uто> 6 — напряжение пробоя U(brj
Рис. 3.3. Характеристика процесса обратного восстановления:
~ прямой ток диода (ток в открытом состоянии тиристора), ir —
обратный ток, — импульсный ток обратного восстановления, — время
обратного восстановления, ts — время запаздывания обратного напряжения,
у— время спада обратного тока, Qrr — заряд обратного восстановления,
Qs — заряд запаздывания, Qf — остаточный заряд
Таблица 3 2 Термины для диодов
Термин Обозначение Определение
Анодное напряжение и А («а) Напряжение между выводами анода и катода1
Анодный ток ‘Л ('а) Ток, протекающий через выво- ды анода и катода
Вольт-амперная харак- теристика — Функция, выражающая зави- симость анодного тока от анод- ного напряжения
Прямое направление — Направление тока, в котором диод имеет наименьшее сопро- тивление
Прямая характеристи- ка Функция, выражающая зави- симость прямого тока от пря- мого напряжения (рис 3 2, об- ласть uj > 0)
Прямолинейная ап- проксимация прямой ха- рактеристики Аппроксимация прямой ха- рактеристики с помощью пря- мой линии, пересекающей эту характеристику в двух опре- деленных точках (рис 3 2)
Обратное направление Направление тока, в котором диод имеет наибольшее сопро- тивление
27
Продолжение табл. 3.2
Термин Обозначение Определение
Обратная характери- стика - Функция, выражающая зави- симость обратного тока от обратного напряжения (рис. 3.2, область ид < 0)
Область пробоя Участок обратной характе- ристики, соответствующий на- пряжению, большему напряже- ния пробоя
Прямое напряжение (прямое падение напря- жения) Напряжение на выводах диода (анод Л, катод X), обусловлен- ное током в прямом направле- нии
Пороговое напряжение U(TO)(.U0) Значение прямого напряже- ния, определяемое точкой пе- ресечения линни прямолиней- ной аппроксимации прямой ха- рактеристики с осью напряже- ния (рис. 3.2)
Импульсное прямое на- пряжение (прямое па- дение напряжения) uFM(uo, с) Мгновенное значение прямого напряжения, обусловленное пря- мым током заданного значения (на габаритных чертежах конт- рольные точки обозначаются ml)
Обратное напряжение cAr(</o6P) Отрицательное анодное на- пряжение
Напряжение пробоя (максимальное обратное напряжение) U(BR) ( ^обр т) Обратное напряжение, при котором обратный ток через диод превышает заданное значе- ние (см. рис. 3.2)
Неповторяющееся им- пульсное обратное напря- жение (неповторяющееся напряжение) URSM(UH, п) Наибольшее мгновенное зна- чение любого неповторяющего- ся обратного напряжения, при- кладываемого к диоду
Повторяющееся им- пульсное обратное напря- UrrmW Наибольшее мгновенное зна- чение обратного напряжения,
жение (повторяющееся напряжение) - включая все повторяющиеся, но исключая все неповторяющиеся напряжения
Импульсное рабочее обратное напряжение(ра- бочее напряжение) URWM(Up) Наибольшее мгновенное зна- чение обратного напряжения, исключая все повторяющиеся напряжения
Постоянное обратное напряжение Ur (^пост) Обратное напряжение с по- стоянным значением
Прямой ток *F (z'a, о, с) Ток через диод в направлении меньшего сопротивления
28
Продолжение табл. 3.2
Термин Обозначение Определение
Средний прямой ток IfavWh, о, с) Значение прямого тока, усред- ненного по всему периоду Примечание. Для макси- мально допустимого среднего прямого тока применяется тер- мин «предельный ток»
Действующий прямой ток IpRMS (/действ) Действующее значение пря- мого тока за весь период
Прямой ток перегруз- ки (ток рабочей пере- грузки) {F{OV) (Zp, п) Ток, который при постоян- ном протекании вызвал бы пре- вышение максимально допусти- мой температуры перехода, но который ограничен во времени так, что эта температура не превышается
Ударный неповторяю- щийся прямой ток (удар- ный ток) !FSM «удар) Ток, при протеканин которого превышается максимально до- пустимая температура перехода, но который, как предполагает- ся, во время срока службы диода появляется редко с огра- ниченным числом повторений и вызывается необычными про- цессами в схеме (например, ава- риями)
Защитный показатель Значение временного интегра- ла от квадрата ударного пря- мого тока
Обратный ток *R Ообр) Ток через диод при приложе- нии обратного напряжения
Повторяющийся им- пульсный обратный ток (обратный ток) Irrm (А>бр) Обратный ток, обусловлен- ный повторяющимся импульс- ным обратным напряжением
Ток обратного восста- новления <гг(-) Обратный ток, протекающий во время обратного восстанов- ления
Дифференциальное прямое сопротивление (динамическое сопротив- ление) Значение сопротивления, оп- ределяемое по наклону линии прямолинейной аппроксимации прямой характеристики (рис. 3.2)
Суммарная мощность потерь Р1О1(Р?) Сумма средних мощностей потерь
Средняя мощность пря- мых потерь pF(AV) «Vo,с) Произведение мгновенных значений прямого тока и пря- мого напряжения, усредненное по всему периоду
Ударная мощность об- ратных потерь PRSM (робр) Мощность потерь в диоде, если он в обратном направлении в области пробоя нагружается одиночными импульсами
29
Продолжение табл. 3.2
Термин Обозначение Определение
Время обратного вос- становления ‘гг ('<>,>) Интервал времени от момен- та, когда ток проходит через нулевое значение, изменяя на- правление с прямого на обрат- ное, и до момента пересечения оси времени с прямой, проходя- щей через две точки на кривой уменьшения обратного тока с ординатами 90 и 25 % его ампли- туды (рис. 3.3)
Время запаздывания обратного напряжения G (G, о, н) Интервал времени между мо- ментом, когда ток проходит через нулевое значение, изменяя направление с прямого на об- ратное, н моментом, когда об- ратный ток достигает ампли- тудного значения (рис. 3.3)
Время спада обратного тока '/(-) Интервал времени между мо- ментом, когда ток, изменив направление с прямого на об- ратное, достигает амплитудного значения, и моментом оконча- ния времени обратного восста- новления (рис. 3.3)
Заряд восстановления 2гг(2в) Полный заряд, вытекающий из днода при переключения его с прямого тока на обратное смещение (рис. 3.3)
Заряд запаздывания Pj (£?з, О, к) Заряд, вытекающий из диода за время запаздывания обрат- ного напряжения (рис. 3.3)
Остаточный заряд <2/(-) Заряд, вытекающий из анода за время спада обратного тока (рнс. 3.3)
1 Напряжение называется положительным, если потенциал анода больше
потенциала катода, и отрицательным, если потенциал анода меньше потенциала
катода.
Таблица 3.3. Термины для тиристоров
Термин Обозначение Определение
Анодное напряжение «л («а) Напряжение между анодом и катодом
30
Pirc. 3.4. Вольт-амперные характеристики тиристора:
а — вольт-амперная характеристика при отсутствии тока управления; б — вольт-
амперная характеристика при наличии прямого тока управления; 1 — ха-
рактеристика открытого состояния; 2 — характеристика закрытого состояния;
3 — характеристика обратного непроводящего состояния; 4 — область пробоя;
5 — область отрицательного дифференциального сопротивления; 6 — точка пере-
ключения; 7 — ток удержания; 8 — прямолинейная аппроксимация характерис-
тики открытого состояния; 9 — пороговое напряжение С/цго),’ 10 — напря-
жение переключения Ityjoy 11 — ток переключения; 12 — обратное напряжение
пробоя U(BKj
Рис. 3.5. Характеристика процесса включения тиристора:
tgj — время задержки; tgr — время нарастания; tg, — время включения; ig —
ток управляющего электрода; и л — анодное напряжение
Рис. 3.6. Характеристика процесса выключения тиристора:
— время выключения; — анодный ток; ил — анодное напряжение
Продолжение табл. 3.3
Термин Обозначение Определение
Анодный ток ’Л (U Ток, протекающий через вы- воды анода и катода
Ток управления 'G (<у) Ток, протекающий через вы- вод управляющего электрода и вывод катода
Напряжение управле- ния «G(^) Напряжение между выводом управляющего электрода и вы- водом катода
Вольт-амперная харак- теристика Функция, выражающая зави- симость анодного тока от анод- ного напряжения, в случае необ- ходимости — с током управле- ния в качестве параметра (рис. 3.4)
31
Продолжение табл. 3.3
Термин Обозначение Определение
Точка переключения — Точка вольт-амперной харак- теристики, в которой дифферен- циальное сопротивление равно нулю и анодное напряжение достигает максимального зна- чения (рис. 3.4)
Область отрицатель- ного дифференциального сопротивления Область вольт-амперной ха- рактеристики, в которой диф- ференциальное сопротивление является отрицательным
Закрытое состояние Состояние тиристора, соот- ветствующее отрезку вольт-ам- перной характеристики между нулевой точкой и точкой пере- ключения или точками пере- ключения
Характеристика закры- того состояния — Функция, выражающая зави- симость тока от напряжения в закрытом состоянии
Открытое состояние • Состояние тиристора, соот- ветствующее отрезку вольт-ам- перной характеристики с низ- ким сопротивлением и низким напряжением
Характеристика откры- того состояния ч — Функция, выражающая зави- симость напряжения от тока в открытом состоянии (рис. 3.4)
Прямолинейная ап- проксимация характери- стики открытого состоя- ния Аппроксимация характерис- тики открытого состояния с помощью прямой линии, пере- секающей эту характеристику в двух определенных точках (рис. 3.4)
Обратное непроводя- щее состояние Состояние тиристора, соот- ветствующее участку вольт-ам- перной характеристики, на ко- тором обратные токи меньше, чем при напряжении пробоя
Характеристика обрат- ного непроводящего сос- тояния Функция, выражающая зави- симость тока от напряжения в обратном непроводящем со- стоянии (рис. 3.4)
Область пробоя (заги- ба) Участок вольт-амперной ха- рактеристики, следующий не- посредственно за участком, со- ответствующим обратному не- проводящему состоянию, на ко- тором происходит увеличение обратного тока до значения, превышающего заданное (рнс. 3.4)
32
Продолжение табл. 3.3
Термин Обозначение Определение
Напряжение в за- крытом состоянии Анодное напряжение, когда тиристор находится в закрытом состоянии
Напряжение пере- ключения U(BO)(Uaep) Анодное напряжение в точке переключения
Неповторяющееся импульсное напря- UDSMfUii.u) Наибольшее мгновенное зна- чение любого неповторяю-
жеиие в закрытом состоянии (неповто- ряющееся напря- жение) щегося переходного напряжения в закрытом состоянии, при- кладываемого к тиристору
Повторяющееся импульсное на- пряжение в закрытом состоянии (повто- ряющееся напряже- ние) UDRM(Un) Наибольшее мгновенное зна- чение напряжения в закры- том состоянии, прикладывае- мого к тиристору, включая все повторяющиеся напряже- ния, но исключая все неповто- ряющиеся напряжения
Импульсное рабочее напряжение в закрытом состоянии (рабочее на- пряжение) UDWМ (Up) Наибольшее мгновенное зна- чение напряжения в закрытом состоянии, прикладываемого к тиристору, исключая все повто- ряющиеся напряжения
Постоянное напряже- ние в закрытом состоя- нии V& (^пост) Напряжение в закрытом со- стоянии с постоянным значе- нием
Критическая скорость (duDldt)crit Наибольшее значение ско-
нарастания напряжения в закрытом состоянии ((duldt),^) рости нарастания напряжения, которое в определенных усло- виях не вызывает переключения тиристора из закрытого состоя- ния в открытое
Импульсное напряже- ние в открытом состоя- нии (прямое падение на- пряжения) Utm(Uh, о, с) Наибольшее мгновенное зна- чение напряжения в открытом состоянии, обусловленное током в открытом состоянии задан- ного значения
Пороговое напряжение U-FfjO) (UQ) Значение напряжения в откры- том состоянии, определяемое точкой пересечения линии пря- молинейной аппроксимации ха- рактеристики открытого состоя- ния с осью напряжения
Примечание. Обратное напряжение, повторяющееся импульсное обрат-
ное напряжение, неповторяющееся импульсное обратное напряжение, импульсное
рабочее обратное напряжение, постоянное обратное напряжение (обозначения
и определения — см. табл. 3.2).
Вольт-ампериая харак- — теристика управляющего электрода 2 О. Г. Чебовский и др„ Функция, выражающая зави- симость тока управления от напряжения управления 33
Продолжение табл 3 3
Термин Обозначение Определение
Прямое напряжение на управляющем электроде «FG (“у) Положительное напряжение между выводами управляющего электрода и катода
Отпирающее напряже- ние ^GT(^y, о) Напряжение управления, не- обходимое для того, чтобы протекал отпирающий ток
Неотпирающее напря- жение УСД«^,н) Наибольшее напряжение уп- равления, которое ие переклю- чает тиристор из закрытого состояния в открытое при иА = Udrm
Импульсное прямое на- пряжение на управляю- щем электроде UfGM ( Uy max) Наибольшее мгновенное зна- чение прямого напряжения иа управляющем электроде, вклю- чая все переходные напряжения
Обратное напряжение на управляющем элек- троде URG (wy обр) Отрицательное напряжение между выводами управляющего электрода и катода
Импульсное обратное напряжение на управ- ляющем электроде UrGM ( Uy, обр max) Наибольшее мгновенное зна- чение обратного напряжения на управляющем электроде
Ток в закрытом состоя- нии (ток утечки) lD (la, з, c) Анодный ток, когда тиристор находится в закрытом состоянии
Ток переключения (Aiep) Анодный ток в точке переклю- чения
Повторяющийся им- пульсный ток в закрытом состоянии (ток утечки) Idrm (4 з c) Ток в закрытом состоянии, обусловленный повторяющимся импульсным напряжением в за- крытом состоянии
Ток удержания (^удерж) Наименьший анодный ток, необходимый для поддержания тиристора в открытом состоя- нии (рис 3 4)
Ток включения 4 (4к) Наименьший аиодиый ток, необходимый для поддержания тиристора в открытом состоя- нии непосредственно после пере- ключения из закрытого состоя- ния в открытое после прекра- щения отпирающего сигнала
Ток в открытом состоя нии (прямой ток) lT (*a, of c) Анодный ток, когда тиристор находится в открытом состоя- нии
Средний ток в откры- том состоянии (средний прямой ток) о, c) Значение тока в открытом состоянии, усредненное по всему периоду Примечание Для макси- мально допустимого среднего тока в открытом состоянии при- меняется термин «предельный ток»
34
Продолжение табл 3 3
Термин Обозначение Определение
Действующий ток в от- крытом состоянии (дей- ствующий прямой ток) ITRMS (^действ) Действующее значение тока в открытом состоянии за весь период
Критическая скорость (diT/dl)cnl Наибольшее значение скоро-
нарастания тока в от- крытом состоянии (мак- симально допустимая скорость нарастания то- ка) W/dllmaxi сти нарастания тока в открытом состоянии, которую тиристор может выдержать без повреж- дения
Ток перегрузки в от- крытом состоянии (ток рабочей перегрузки) !T(OV}(Jp, п) Ток открытого состояния, ко- торый при постоянном проте- кании вызвал бы превышение максимально допустимой тем- пературы перехода, но который ограничен во времени так, что эта температура не превышается
Ударный неповторяю- щийся ток в открытом состоянии (ударный ток) Itsm (^удар) Ток открытого состояния, при протекании которого превы- шается максимально допусти- мая температура перехода, но который, как предполагается, во время срока службы тири- стора появляется редко с огра- ниченным числом повторений я вызывается необычными про- цессами в схеме (например, ава- риями)
Защитный показатель J i2 Л Значение временного интегра- ла от квадрата ударного тока в открытом состоянии
Обратный ток *R (*обр) Анодный ток, когда тиристор находится в непроводящем со- стоянии
Повторяющийся им- пульсный обратный ток (обратный ток) I.RRM (4>бр) Обратный ток, обусловлен- ный повторяющимся импульс- ным обратным напряжением
Ток обратного восста- новления Анодный ток, протекающий во время обратного восстанов- ления
Резистивный обратный ток >R Анодный ток, протекающий после окончания времени об- ратного восстановления
Прямой ток управляю- щего электрода (ток уп- равления) lFG ('у) Ток управляющего электрода при прямом напряжении на управляющем электроде
Отпирающий ток к;т(1у, о) Наименьший ток управляю- щего электрода, необходимый для переключения из закрытого состояния в открытое при ил = 12 В
2*
3S
Продолжение табл. 3.3
Термин Обозначение Определение
Неотпирающий ток ^GD (^у, н, о) Ток управляющего электрода при неотпирающем напряжении на управляющем электроде
Обратный ток управ- ляющего электрода lRG (1у, обр) Ток управляющего электрода при обратном напряжении на управляющем электроде
Дифференциальное со- противление в открытом состоянии (динамическое сопротивление) М*д) Значение сопротивления, оп- ределяемое по наклону линии прямолинейной аппроксимации характеристики открытого со- стояния
Средняя мощность по- терь в открытом состоя- нии РдЛЮ^а.о.с) Произведение мгновенных значений тока и напряжения в открытом состоянии, усред- ненное по всему периоду
Мощность потерь в обратном непроводящем состоянии Рь(Робр) Мощность потерь, обуслов- ленная током в обратном не- проводящем состоянии
Мощность потерь при включении ртт(ры) Мощность потерь в тиристоре при его переключении с опре- деленного напряжения в закры- том состоянии на определенный ток в открытом состоянии
Мощность потерь при выключении PRQ(PJ Мощность потерь в тирис- торе при его переключении с определенного тока в открытом состоянии на определенное об- ратное напряжение
Мощность потерь на управляющем электроде (мощность потерь в це- пи управления) pg (ру) Мощность потерь, обуслов- ленная током управления
Время включения tgt Овк) Интервал времени, в течение которого тиристор переклю- чается из закрытого состояния в открытое при наличии от- пирающего импульса управле- ния Примечание. Обычно вре- мя включения измеряется от момента, когда импульс управ- ления достигает 10 % наиболь- шего значения, до момента, когда анодное напряжение пони- жается до 10 % начального зна- чения (рис. 3.5)
36
Продолжение табл. 3.3
Термин Обозначение Определение
Время задержки tgd (Ь) Интервал времени между мо- ментом, когда импульс управле- ния достигает 10 % наибольшего значения, и моментом, когда анодное напряжение понижается до 90 % начального значения, при переключении тиристора с помощью отпирающего им- пульса управления из закрытого состояния в открытое (рис. 3.5)
Время нарастания tgr Он) Интервал времени между мо- ментом, когда анодное напряже- ние понижается до 90 % своего начального значения, и момен- том, когда оно достигает 10% начального значения, при пере- ключении тиристора с помо- щью отпирающего импульса управления из закрытого состо- яния в открытое (рис. 3.5)
Время выключения Наименьший интервал вре- мени между моментом, когда анодный ток после внешнего переключения основных цепей понизился до иуля, и моментом, в который определенное анодное напряжение проходит через нуль без переключения тиристора (рис. 3.6)
Примечание. Определения и обозначения времени обратного вос-
становления, времени запаздывания обратного напряжения, времени спада
обратного тока, заряда восстановления, заряда запаздывания и остаточного
заряда аналогичны определениям и обозначениям этих параметров для диодов
(см. табл. 3.2),
Таблица 3.4. Термины для симметричных тиристоров
Термин * Обозначение Определение
Основные выводы мь Мг(~) Два вывода, через которые протекает основной ток
Основное напряжение иМ (-) Напряжение между основны- ми выводами (рис. 3.7)
Основной ток 1м< >М (-) Ток, протекающий через ос- новные выводы
37
Продолжение табл. 3.4
Термин
Обозначение
Определение
Критическая скорость
нарастания коммутаци-
онного напряжения (мак-
симально допустимая
скорость нарастания на-
пряжения после комму-
тации)
Наибольшее значение скоро-
сти нарастания основного на-
пряжения, которое непосредст-
венно после нагрузки током
в открытом состоянии в проти-
воположном направлении не вы-
зывает переключения симмет-
ричного тиристора из закрытого
состояния в открытое (рис. 3.8)
Примечание. Определения остальных параметров те же, что и для
тиристоров (табл. 3.3), где вместо слова «анодный (-ое, -ая)» следует
употреблять «основной (-ое, -ая)».
Рнс. 3.7. Вольт-амперные характеристики симметричного тиристора:
а — вольт-амперная характеристика при отсутствии тока управления; б —
вольт-ампериая характеристика при наличии тока управления; 1 — характе-
ристика открытого состояния; 2 — характеристика закрытого состояния; 3 —
область отрицательного дифференциального сопротивления; 4 — точка пере-
ключения; 5 — ток удержания; (5 — прямолинейная аппроксимация характерис-
тики открытого состояния; 7 — пороговое напряжение 8 — напряжение
переключения U(BO)> 9 — ток переключения
Рис. 3.8. К определению термина (duDldt)c0m
38
Необходимо обратить внимание на то, что в отличие от тиристо-
ров, где ударный неповторяющийся ток в открытом состоянии
Itsm ~ это одиночный полусинусоидальный импульс длительностью
10 мс, для симметричного тиристора Itsm ~это Лве полуволны
тока разной полярности каждая длительностью 10 мс, следующие
друг за другом с частотой 50 Гц. Кроме того, следует иметь
в виду, что тепловые сопротивления симметричного тиристора изме-
ряются на переменном токе, а не на постоянном, как для тиристоров.
Тепловые сопротивления на постоянном токе даются как информа-
ционные параметры для случая работы симметричного тиристора
в режиме реверсивного контактора (при односторонней проводимости).
Таблица 3.5. Обозначения параметров тиристоров-диодов
Термин
Обозначение
Напряжение в обратном проводящем состоянии
Пороговое напряжение в обратном проводящем состоянии
Импульсное напряжение в обратном проводящем состоя-
нии
Ток в обратном проводящем состоянии
Средний ток в обратном проводящем состоянии
Действующий ток в обратном проводящем состоянии
Постоянный ток в обратном проводящем состоянии
Повторяющийся импульсный ток в обратном проводя-
щем состоянии
Ток перегрузки в обратном проводящем состоянии
Ударный неповторяющийся ток в обратном проводя-
щем состоянии
Дифференциальное сопротивление в обратном проводя-
щем состоянии
Мощность потерь в обратном проводящем состоянии
Время прямого восстановления
Заряд прямого восстановления
“R
Ur(TO)
Urm
IR
Irav
Irrms
Ir
Irrm
Ir(OV)
Irsm
?R
PR< PR
Qdr
Примечание. Тиристоры-дноды характеризуются также, аналогично
симметричным тиристорам, термином «критическая скорость нарастания ком-
мутационного напряжения».
Поскольку тиристор-диод представляет собой как бы парал-
лельное соединение тиристора, не проводящего в обратном направ-
лении, и диода, включенного таким образом, что он проводит ток
в направлении, когда к тиристору приложено обратное напряжение,
то характеризующие параметры те же, что у тиристора, когда про-
текает прямой ток, и диода при проводящем состоянии, когда про-
текает обратный ток. В последнем случае вместо термина «прямое
направление», применяемого для диода, применяется термин «обрат-
ное проводящее состояние». Обозначения параметров тиристоров-
диодов для обратного проводящего состояния приведены в табл. 3.5,
вольт-амперная характеристика — на рис. 3.9.
39
ального сопротивления; 5 — точка
Рис. 3.9. Основная характеристика ти-
ристора, проводящего в обратном на-
правлении:
а — вольт-амперная характеристика, со-
ответствующая нулевому току управ-
ляющего электрода, б — вольт-ампер-
ная характеристика, соответствующая
текущему прямому току управляющего
электрода; 1 — характеристика открыто-
го состояния, 2 — характеристика за-
крытого состояния; 3 — характеристика
обратного проводящего состояния, 4 —
область отрицательного дифференци-
переключения; 6 — ток удержания; 7 —
прямолинейная аппроксимация характеристики открытого состояния; 8 —
прямолинейная аппроксимация характеристики обратного проводящего
состояния; 9 — пороговое напряжение 10 — пороговое напряжение
в обратном проводящем состоянии; 11 — напряжение переключения U^goy
12 — ток переключения
Таблица 3 6. Обозначение параметров силовых транзисторов
Термин Обозначение
Максимально допустимый постоянный ток коллектора ]с
Максимально допустимый импульсный ток коллектора 1см
Максимально допустимый постоянный ток базы 1в
Максимально допустимый импульсный ток базы 1вм
Максимально допустимое постоянное напряжение коллек- УСЕ
тор —эмиттер
Максимально допустимое импульсное напряжение коллек- и С ВО
тор —база
Напряжение насыщения коллектор —эмиттер UCEM
Максимально допустимое напряжение эмиттер —база и ЕВ
Статический коэффициент передачи тока >‘21Е
Максимально допустимая постоянная рассеиваемая мощ- Рс
иость коллектора
Тепловое сопротивление переход —корпус R-thjc
Время включения ton
Время выключения ‘off
Эффективная эквивалентная температура перехода Tj
Эмиттер Е
База В
Коллектор С
40
Таблица 3 7. Термины для охладителей
Термин Обозначение Определение
Охладитель - Узел или деталь, предназначенные для отвода выделяемой полупровод- никовым прибором теплоты в охлаж- дающую среду
Контактная поверх- КП Поверхность соприкасающихся эле-
ность ментов охладителя и полупроводни- кового прибора на пути теплового потока от прибора к охладителю
Контрольная точка Заданная точка для определения по- казателей состояния охладителя и ох- лаждающей среды: температуры, рас- хода и скорости охлаждающей среды
Температура контакт- Th Температура в контрольной точке
ной поверхности охлаждения на контактной поверх- ности охладителя
Мощность отводимой Рр{Рт) Количество теплоты, отводимой ох-
теплоты ладителем в единицу времени от полу- проводникового прибора, работающего в установившемся тепловом режиме
Скорость воздуха в Vcf Среднее арифметическое значение
межреберных каналах скорости потока воздуха в межре- берных каналах охладителя
Объемный расход ох- Q Величина, равная объему охлаж-
лаждающей воды дающей воды, прошедшей через по- перечное сечение системы охлаждения в единицу времени
Тепловое сопротивле- R-thha Тепловое сопротивление при раз-
ние охладитель — среда мешении контрольных точек на кон- тактной поверхности и в охлаждаю- щей среде
Тепловое сопротивле- Rthch Тепловое сопротивление при раз-
ние корпус — охладитель мещении контрольных точек на кор- пусе полупроводникового прибора и на контактной поверхности охладителя
Переходное тепловое Z{th) tha Отношение изменения разности тем-
сопротивление охлади- ператур в контрольных точках, рас-
тель — среда положенных на контактной поверх- ности и в охлаждающей среде, до- стигнутого в конце определенного ин- тервала времени, к вызывающему его ступенчатому изменению мощности от- водимой теплоты в начале того же интервала времени
Примечания: 1. Непосредственно перед началом этого интервала времени распределение температуры внутри ох- ладителя должно быть постоянным во времени. 2. Переходное тепловое сопро- тивление является функцией продолжи- тельности интервала времени
41
3.3. ПОВТОРЯЮЩЕЕСЯ И НЕПОВТОРЯЮЩЕЕСЯ
ИМПУЛЬСНЫЕ НАПРЯЖЕНИЯ
На рис. 3.2 и 3.4 приведены вольт-амперные характеристики диода
и тиристора. При рассмотрении этих характеристик видно, что при
превышении определенного обратного напряжения U(br) У диода и ти-
ристора обратный ток может достигать больших значений, что приво-
дит, как правило, к необратимым изменениям в структуре и выходу
прибора из строя. Если превысить определенное значение в закрытом
состоянии Н(во) тиристора, то он переходит в открытое состояние без
подачи управляющего сигнала, что при работе преобразователей рав-
носильно аварийному режиму. Поэтому разработчик приборов уста-
навливает определенные границы прикладываемого к прибору напря-
жения, непревышение которых гарантирует его нормальную работу
при эксплуатации. Основными параметрами, устанавливаемыми для
приборов по напряжению, являются повторяющееся и неповторяю-
щееся импульсные напряжения.
Для пояснения количественных характеристик этих параметров ис-
пользуем вольт-амперные характеристики тиристора в обратном не-
проводящем и закрытом состояниях (рис. 3.10).
Рис. 3.10. К пояснению количественных характеристик основных параметров
приборов по напряжению:
гр — ток в закрытом состоянии; ip — обратный ток; ир — напряжение в
закрытом состоянии; ир — обратное напряжение; — напряжение пробоя;
UdSM ~ неповторяющееся импульсное напряжение в закрытом состоянии;
Udrm — повторяющееся импульсное напряжение в закрытом состоянип;
^DWM ~ импульсное рабочее напряжение в закрытом состоянии; — постоян-
ное напряжение в закрытом состоянии; Uj^sm ~ неповторяющееся импульсное
обратное напряжение; Urrm — повторяющееся импульсное обратное напря-
жение; — импульсное рабочее обратное напряжение; Ur — постояииое
обратное напряжение; Щво) ~ напряжение переключения
42
Класс силовых полупроводниковых приборов определяется по
значению:
повторяющегося импульсного обратного напряжения Urrm для
диодов;
наименьшему из значений повторяющегося импульсного обратно-
го напряжения Urrm и повторяющегося импульсного напряжения
в закрытом состоянии UDRm для тиристоров;
наименьшему из значений повторяющегося импульсного напряже-
ния в закрытом состоянии, измеренных в обоих направлениях для сим-
метричных тиристоров.
Повторяющееся импульсное обратное напряжение и повторяю-
щееся импульсное напряжение в закрытом состоянии определяются
путем умножения иа коэффициент к < 1 (конкретные значения к опре-
деляет предприятие-изготовитель прибора) напряжений пробоя и пере-
ключения. Значения этих параметров выражаются в сотнях вольт,
а число сотен вольт определяет класс прибора.
При работе преобразователей могут возникать коммутационные
напряжения, превышающие по амплитуде напряжения при нормаль-
ной работе в статических режимах. Для этих случаев в справочных
данных приводятся значения иеповторяющегося импульсного обратно-
го напряжения Ursm (и напряжения в закрытом состоянии Пдхм), ко"
торые ие должны превышаться при любых режимах эксплуатации.
Для повышения надежности работы силовых полупроводниковых
приборов их обычно выбирают с запасом по напряжению, т. е. выби-
рают рабочее напряжение несколько меньшим повторяющегося. В ка-
честве параметра, регламентирующего этот запас, используется им-
пульсное рабочее обратное напряжение (и напряжение
в закрытом состоянии Udwm)-
При работе приборов в ждущем режиме (в цепях постоянного то-
ка) через прибор протекает постоянный обратный ток (ток в закрытом
состоянии). При этом выделяемая в структуре мощность может дости-
гать значения, при котором происходит значительный перегрев струк-
туры. Поэтому напряжение, прикладываемое к прибору в этом режи-
ме, должно быть ограничено. В справочных данных для каждого
класса прибора приводятся значения постоянного обратного напряже-
ния Ur (и постоянного напряжения в закрытом состоянии UD).
3.4. МАКСИМАЛЬНО ДОПУСТИМЫЙ СРЕДНИЙ ТОК
(ПРЕДЕЛЬНЫЙ ТОК)
Максимально допустимый средний ток характеризует нагрузоч-
ную способность силовых полупроводниковых приборов. В зависимо-
сти от условий работы прибора различают следующие значения мак-
симально допустимого среднего тока.
а) Максимально допустимый 1 средний ток при заданной темпера-
туре корпуса — среднее за период значение прямого тока (тока в от-
* Вместо «максимально допустимый ток» можно использовать термин
«предельный ток».
43
крытом состоянии), протекающего через прибор, работающий в одно-
фазной однополупериодной схеме выпрямления с активной нагрузкой
при частоте 50 Гц, синусоидальной форме тока с углом проводимости
180 °, когда при установившемся тепловом состоянии температура кор-
пуса равна заданному значению, а температура перехода равна макси-
мально допустимой.
Для диодов
то) + 9&т >т„ t ~ и(то)
Kthjc
(3.1а)
Для тиристоров и симметричных тиристоров при односторонней
проводимости
l/f/2 | о о- Т]т — [rj
Г и т (то) + y>°r 1-в--------и т(то)
lTAVm = ±, (3.16)
где U(ro) (Ut(to) ~ пороговое напряжение, В; гт — дифференциальное
сопротивление, Ом; — максимально допустимая температура пере-
хода, °C; [TJ — температура корпуса, указанная в стандарте или ТУ
на данный тип прибора, °C; Rlh]C — тепловое сопротивление переход —
корпус, указанное в стандарте или ТУ на данный тип прибора, °С/Вт
(следует помнить, что значения И1)ус симметричного тиристора при
односторонней и двусторонней проводимостях не одинаковы).
Максимально допустимый действующий ток в открытом состоя-
нии для симметричных тиристоров определяется при тех же условиях,
но при прохождении тока в обоих направлениях:
ITRMS =
2,22гг
[Гс]
— Г(ГО)
(3.1в)
Ряд значений [TJ в выражениях (3.1а) — (3.1в) установлен стандар-
том [1]; для отечественных приборов применяются значения 70, 85,
100, 125, 150 °C (в зависимости от вида или типа).
Если требуется определить максимально допустимый средний ток
при других конкретных значениях Т или рассчитать зависимости до-
пустимого тока от температуры корпуса, то в приведенные выражения
вместо [TJ следует подставить конкретное значение Тс или ряд значе-
ний при расчете зависимости.
б) Максимально допустимый средний ток при заданных условиях
охлаждения (действующий для симметричных тиристоров при двусто-
ронней проводимости) отличается тем, что вместо регламентируемой
температуры корпуса оговариваются температура охлаждающей
среды, тип охладителя и интенсивность охлаждения (скорость охла-
ждающего воздуха или расход воды). Выражения для расчета макси-
мально допустимого среднего тока при заданных условиях охлажде-
44
ния имеют вид:
для диода
/^(то) +9,8—J” —- С/(то)
fa Ут =------------——-------------J (3 2а)
4,9гг
для тиристоров и симметричных тиристоров при односторонней
проводимости
/Ut (ТО) + 9,8 —------ — и г (то)
1тлУт=---------------77——------------- J (3 26)
4,9гг
максимально допустимый действующий ток для симметричных
тиристоров при двусторонней проводимости
/ Ut(TO) + 4,9г т— --- — иГ(то)
Itrms —--------------777---------------, (3 2в)
где Та — температура охлаждающей среды, °C; Rtlya = RlkJC + R,hch +
+ ~ тепловое сопротивление переход — среда, °С/Вт;
Rt)yC — тепловое сопротивление переход —корпус; Я,— тепловое со-
противление корпус — контактная поверхность охладителя;
RtUu — тепловое сопротивление контактная поверхность охладите-
ля — охлаждающая среда.
Значения максимально допустимого среднего тока при заданных
условиях охлаждения приводятся как информационный параметр
в технических условиях, отраслевых каталогах и справочных данных на
прибор при температуре охлаждающей среды 40 °C (для воды 30 °C)
для одного или нескольких рекомендуемых типов охладителей с указа-
нием интенсивности охлаждения.
в) Максимально допустимый средний ток (действующий для сим-
метричных тиристоров при двусторонней проводимости) при заданных
условиях работы может быть рассчитан из выражений:
для диода
!FAV,„
Vfro) + 4кфГ г—~——- - U то
_________Kthia___
2/сфГГ
(3.3а)
для тиристора и симметричного тиристора при односторонней
проводимости
Ут(то)+ 4кфГч—--------- - иТ(то)
__________________Kthja__________
2/сфГг
(3.36)
45
Рис. 3.11. Зависимости коэф-
фициента формы от угла уп-
равления для схем выпрям-
ления :
I — однофазной однополупе-
риодной и однофазной мос-
товой, II — трехфазной с ну-
левой точкой, ZZZ — трех-
фазной мостовой, IV — шес-
тифазной, а — угол управ-
ления, Р — угол проводи-
мости
для симметричного тиристора при двусторонней проводимости
I/С/}(то)+ ~ Uт(ТО)
ITRMS =---------------77-----------------’• (З.Зв)
2к<|/г
В выражениях (3.3а) — (3 Зв) кф — коэффициент формы тока,
равный отношению действующего значения тока к среднему. Зависй-
мости коэффициентов формы от угла управления для различных схем
выпрямления приведены на рис. 3.11.
В отдельных случаях при обеспечении хорошего охлаждения при-
бор может нагружаться током, значение которого выше максимально
допустимого, оговоренного для заданных условий охлаждения. При
этом не должно превышаться регламентируемое значение максималь-
но допустимого действующего прямого тока (тока в открытом состоя-
нии), которое указывается в информационных материалах и равно, как
правило, 1,57 значения максимально допустимого среднего прямого
тока (тока в открытом состоянии). Для приборов одного типоразмера
с разными значениями предельного среднего тока максимально допу-
стимый действующий ток одинаков и равен наибольшему из рас-
четных значений по максимально допустимому среднему току. Необ-
ходимость этого параметра обусловлена тем, что при больших
действующих значениях тока прибор может выйти из строя не вслед-
ствие потери запирающей способности прибора, а из-за разрушения
отдельных элементов конструкции (внутренний и внешний гибкие вы-
воды и др.).
С возрастанием частоты следования через прибор импульсов тока
средняя за период мощность потерь, определяющая степень нагрева
перехода, увеличивается. В значительно большей мере это относится
к тиристорам, поскольку кроме потерь, имеющих место в диоде, нуж-
46
Рис. 3.12. Зависимость допустимой амплитуды импульсов тока О-щ) от
длительности импульсов г, и частоты f /\</2</з<Л Масштаб по осям
логарифмический
Рнс. 3.13. Зависимость допустимой суммарной энергии потерь за одни им-
пульс Е от его длительности Е\ > Е2 > Еу > Ед Масштаб по осям ло-
гарифмический
но учитывать потери в цепи управления и потери при включении.
С целью облегчения количественной оценки этих потерь в справочных
данных на быстровосстанавливающиеся диоды и быстродействующие
тиристоры приводятся зависимости допустимой амплитуды импульсов
тока от длительности импульса и частоты, а также зависимости допу-
стимой суммарной энергии потерь за импульс от его длительно-
сти. По первым характеристикам можно без расчетов определить до-
пустимость нагрузки прибора импульсами тока определенной ампли-
туды и длительности, следующими с заданной частотой, если известна
или задана температура корпуса прибора. Характеристики приводятся
в логарифмическом масштабе (рис. 3.12) для конкретного типа прибо-
ра. При известной длительности импульсов тока ta, следующих с ча-
стотой /2, Допустимая амплитуда тока определяется в соответствии
с рис. 3.12 и равна 1ГМ1
Второй вид зависимостей в общем виде приведен на рис. 3.13.
Чтобы определить среднюю мощность потерь, зная амплитуду им-
пульсов тока 1рм\ и их длительность t(1, нужно найти по графи-
ку значение энергии одного импульса Е2 (точка А) и затем умножить
его иа частоту повторения импульсов.
Необходимо иметь в виду, что
нагрузочная способность тиристора
на частотах, отличающихся от 50 Ztsv
Гц, будет уменьшаться. В общем
виде такая характеристика приведе-
на на рис. 3.14. При возрастании
частоты снижение нагрузки проис-
। I ________________I
10 50 100 1000/,Ги,
47
Рнс. 3.14. Частотная характеристика
силового полупроводникового прибора
ходит из-за увеличения мощности потерь при включении и выключении
тиристора.
Из рис. 3.14 видно, что снижение допустимой нагрузки имеет ме-
сто и при уменьшении частоты. Это объясняется тем, что при неболь-
шом среднем значении тока возрастает амплитуда импульсов, и хотя
средняя температура остается незначительной, возрастает амплитуда
ее колебаний, так что при этом может быть превышено значение мак-
симально допустимой температуры перехода.
3.5. ХАРАКТЕРИСТИКИ УПРАВЛЯЮЩЕГО ЭЛЕКТРОДА
Для того чтобы перевести тиристор в открытое состояние, на его
управляющий электрод необходимо подать сигнал определенных ам-
плитуды, длительности и полярности. При этом амплитуда и длитель-
ность управляющего импульса ограничиваются сверху и снизу рядом
требований.
Измерение отпирающих тока и напряжения управления произво-
дится при напряжении в закрытом состоянии, равном 12 В. При плав-
ном повышении прямого напряжения иа управляющем электроде от-
мечается момент резкого снижения напряжения в закрытом состоянии,
что означает включение прибора. Измеренные в этот момент напряже-
ния и ток управления фиксируются как отпирающие значения (UGr,
/ст)-
В диапазоне рабочих температур (от максимально до минимально
допустимого значения) отпирающие ток и напряжение изменяются,
уменьшаясь при возрастании температуры. Для определения зон га-
рантированного отпирания приборов конкретного типа снимаются за-
висимости тока через управляющий электрод от прямого напряжения
управления (входные характеристики) для приборов с максимальным
сопротивлением цепи управляющего электрода (RCm) ПРИ максимально
допустимой температуре приборов и с минимальным входным сопро-
тивлением (Rc/гая) при минимально допустимой температуре (рис. 3.15).
Зоны гарантированного включения ограничиваются этими входными
характеристиками и наибольшими для данного типа тиристоров значе-
ниями отпирающих тока и напряжения при минимально и максималь-
но допустимых температурах (Татт, Тат), а также при нормальной
(комнатной) температуре Та = 20 + 5 °C, при которой регламентируют-
ся нормируемые значения Ucj-и /ст конкретного типа тиристоров. На
этой диаграмме указывается
также значение неотпирающего
напряжения управления UGD при
максимально допустимой тем-
пературе перехода.
Рнс. 3.15. Зоны гарантированного
включения тиристоров:
4;г. UGT - отпирающие ток и напря-
жение управления, Тат > Та > Гати
Рассмотренные диаграммы приводятся в справочных данных для
постоянного напряжения на управляющем электроде. В большинстве
случаев в преобразователях используется управление импульсами, при-
чем управляющие импульсы могут иметь длительность несколько ми-
кросекунд. При этом для включения тиристора требуется больший ток
через управляющий электрод, чем значение отпирающего тока управ-
ления 1СТ. На рис. 3.16 приведены зависимости относительного значе-
ния отпирающего импульсного прямого тока управления 1рдм от дли-
тельности управляющего импульса tg.
Процесс отпирания тиристора происходит тем быстрее, чем
с большей скоростью нарастает ток управления. При малой скорости
нарастания тока управления из-за ограничения скорости распростране-
ния включенной зоны при фиксированной скорости нарастания анод-
ного тока возникают участки с большой плотностью выделяемой
мощности, что может привести к пробою полупроводниковой струк-
туры. Поэтому значения таких параметров, как критическая скорость
нарастания тока в открытом состоянии и время включения, регламен-
тированы при скорости нарастания тока управления не менее 1 А/мкс.
Процесс включения ускоряется и при повышении амплитуды тока
управляющего импульса. Однако это повышение должно быть ограни-
чено до значения, при котором мощность, выделяемая в управляю-
щем р-п переходе, не приводит к его пробою. Для оценки допустимых
значений этой мощности в справочных данных предприятий-изготови-
телей полупроводниковых приборов приводятся диаграммы, общий
вид которых показан на рис. 3.17. При управлении постоянным током
кривая допустимой мощности проходит через точку В, характеризую-
щую верхний предел мощности. Каждая точка этой кривой соответ-
ствует значениям тока и напряжения управления, превышающим зна-
чения отпирающих напряжения и тока управления при минимально
допустимой температуре и, таким образом, обеспечивающим увереи-
Рис. 3.17. Предельные характеристики управляющего электрода
Рис. 3.16. Зависимости отмирающего импульсного тока управления If дм
от длительности управляющего импульса 1д
Igi— отпирающий постоянный ток управления; Tjm > Tj > T]min
49
иое включение тиристора. Выше этой кривой лежит кривая допусти-
мой мощности потерь при управлении импульсами длительностью tGi-
Допустимое значение импульсной мощности в цепи управления в этом
случае больше, чем при постоянном токе. Аналогично располагаются
кривые допустимых мощностей импульсов управления при tG4 < tG3 <
< tc2 < tot- Мощность PfoMm соответствует минимальной возможной
длительности управляющего импульса (10 — 50 мкс) и исчисляется обы-
чно сотнями ватт, тогда как допустимая мощность при постоянном
токе составляет единицы ватт.
Диаграмма импульсного управления используется также для опре-
деления параметров выходных каскадов схем формирования упра-
вляющих импульсов. К таким параметрам относятся напряжение хо-
лостого хода Ur и внутреннее сопротивление генератора Rr.
В качестве примера на рис. 3.17 иллюстрируется принцип выбора
параметров генератора управляющих импульсов [17] длительностью
tG3. Линия нагрузки генератора RGm не должна проходить ниже обла-
сти гарантированной зоны включения тиристора (заштрихованная зо-
на) и может лишь касаться этой области (точка В). С другой стороны,
линия нагрузки Romin ие должна проходить выше линии допустимой
мощности потерь в цепи управления для данной длительности импуль-
са tG3 (точка С). Таким образом, линией нагрузки может быть линия
Rr, положение которой иа диаграмме определяет напряжение холо-
стого хода Ur и ток короткого замыкания 7К 3 генератора, численно
равные соответственно отрезкам OUT и О/к Внутреннее сопротивле-
ние генератора управляющих импульсов Rr равно частному от деления
этих величин. Необходимая длительность фронта импульсов может
быть обеспечена снижением индуктивности выходного импульсного
трансформатора и компоновкой узлов преобразователя, при которой
обеспечивается минимальная длина проводников, соединяющих схему
управления с управляющим электродом тиристора.
На диаграмме импульсного управления указываются также значе-
ния максимально допустимых импульсных тока и напряжения упра-
вления Ifgmhi и Uf-QMm, которые не должны превышаться даже при
самых малых длительностях управляющего импульса. При этом нужно
иметь в виду, что значения этих параметров могут быть и меньше, ес-
ли их произведение для конкретного прибора превышает допустимое
значение мощности управления Ррсмт лля заданной длительности
импульса.
3.6. ХАРАКТЕРИЗУЮЩИЕ ПАРАМЕТРЫ ПЕРЕГРУЗОЧНОЙ
СПОСОБНОСТИ
Во многих случаях в преобразователях на основе силовых полу-
проводниковых приборов используются быстродействующие схемы за-
циты, исключающие воздействие напряжения на элементы схемы по-
сле срабатывания (предохранители, сеточная защита, быстродействую-
щие выключатели и др.). Структура полупроводникового прибора при
отсутствии на ней напряжения может выдерживать кратковременно
воздействие температуры в несколько сот градусов Цельсия "и при от-
50
сутствии вследствие этого механических разрушений остается работо-
способной после остывания до рабочей температуры. Для оценки воз-
можности воздействия аварийных токов на полупроводниковый
прибор без последующего воздействия напряжения используется зна-
чение ударного прямого тока (тока в открытом состоянии). При оцен-
ке обеспечения защитных свойств преобразователя необходимо, чтобы
приведенное в нормативной документации значение этого параметра
было большим, чем расчетное значение ударного тока при коротком
замыкании в ветвях, содержащих выбранный полупроводниковый
прибор.
При использовании в качестве защитных устройств плавких предо-
хранителей необходимо, чтобы j i2 dt предохранителя был не больше,
чем защитный показатель р2 dt полупроводникового прибора. При
возникновении аварийных режимов в схемах с защитой с временем
срабатывания в несколько периодов наряду с импульсами сверхтока
в промежутках между ними к прибору прикладывается обратное на-
пряжение. В этом случае должна использоваться зависимость макси-
мально допустимой амплитуды тока аварийной перегрузки от ее дли-
тельности в интервале от 10 до 200 мс с последующим приложением
обратного напряжения, равного 80% повторяющегося импульсного
обратного напряжения. Эти зависимости приводятся, как правило, для
начальных значений температуры перехода 20 + 5 °C и максимально
допустимой. При выборе защиты необходимо, чтобы эти зависимости
лежали выше ампер-секундной характеристики защитного устройства
в диапазоне от минимально до максимально возможного времени
срабатывания.
Необходимо заметить, что при воздействии вышеуказанных пере-
грузок допускается превышение температуры перехода над максималь-
но допустимым значением, поэтому перегрузки допускаются ограни-
ченное число раз за время срока службы прибора как результат
необычных, например аварийных, режимов работы преобразователей.
Обычно токовая нагрузка силовых полупроводниковых приборов
при нормальном режиме работы преобразователя выбирается меньше
допустимой, что позволяет повысить надежность, срок службы и обес-
печить уверенную работу схемы. При этом температура перехода по-
лупроводниковых приборов ниже максимально допустимого значения,
т. е. может быть допущена определенная токовая перегрузка сверх
номинальной в течение определенного времени, за которое температу-
ра перехода достигнет максимально допустимого значения. Для оцен-
ки допустимых перегрузок в этом случае в справочных данных приво-
дятся зависимости максимально допустимой амплитуды тока рабочей
перегрузки от длительности при различных предварительных токовых
нагрузках. Естественно, если прибор в нормальном режиме преобразо-
вателя загружен предельно, то рабочие перегрузки недопустимы.
Рабочие перегрузочные характеристики используются в случаях,
когда, например, при работе преобразователя имеют место пусковые
режимы (электропривод); кратковременные подключения дополни-
тельных потребителей и др.
Поскольку режимы работы приборов весьма многообразны, не-
возможно привести какую-либо универсальную характеристику, отве-
51
чающую всем необходимым требованиям в отношении предвари-
тельных условий, видов перегрузки, способов охлаждения и др. В § 4.4
приведены расчетные соотношения, позволяющие рассчитать рабочие
перегрузочные характеристики для различных режимов.
3.7. КРИТИЧЕСКАЯ СКОРОСТЬ НАРАСТАНИЯ ТОКА
В ОТКРЫТОМ СОСТОЯНИИ
Включение управляемого полупроводникового прибора при нали-
чии управляющего сигнала происходит не сразу. Процесс распростра-
нения проводящей зоны начинается вблизи управляющего электрода
и идет со скоростью 30—100 м/с. При этом на небольшом участке
структуры выделяется значительная мощность, что может привести
к разогреву этого участка до температуры, превышающей точку пла-
вления кремния (1412 °C), и прибор выйдет из строя. Поэтому каждый
прибор характеризует критическая скорость нарастания тока в откры-
Рис. 3.18. К определению термина
(diTl di)crif-
1тл Vm ~ предельный ток
том состоянии, значение кото-
рой не должно превышаться при
эксплуатации.
Разбраковка приборов по
(diT/dt)crit производится путем
пропускания через них импуль-
сов тока с амплитудой, равной
двойному значению предельно-
го тока, и с заданной ско-
ростью нарастания (рис. 3.18).
Крутизна нарастания тока рас-
считывается по формуле
dij-/dt = 1тАУт/2Т- (5-4)
Прибор считается выдер-
жавшим испытание, если не про-
изошло параметрического отка-
за.
Определение (dij/dt)^ связано с риском повреждения прибора. По-
этому, как правило, предприятия-изготовители устанавливают гаран-
тированные значения (dii)dt)ait, которые равны минимальному значе-
нию, полученному в процессе испытаний нескольких партий приборов
данного типа.
3.8. ЭФФЕКТИВНАЯ ЭКВИВАЛЕНТНАЯ ТЕМПЕРАТУРА
ПЕРЕХОДА
Электрические параметры силовых полупроводниковых приборов,
как правило, зависят от температуры перехода. Если температура пре-
вышает определенное значение, то снижается класс прибора, возра-
стают токи утечки и времена выключения, уменьшается значение кри-
тической скорости нарастания напряжения в закрытом состоянии,
снижается помехоустойчивость и др. Поэтому контроль температуры
52
перехода дает точное представление о возможности работы прибора
в заданном режиме.
Ввиду невозможности непосредственного контроля температуры
перехода в процессе эксплуатации используются косвенные методы,
основанные, как правило, на температурной зависимости какого-либо
параметра. Такие методы обычно не дают возможности определить
температуру в «горячих» точках структуры, возникающих на опреде-
ленных участках площади структуры из-за разброса электрофизиче-
ских параметров или дефектов конструкции, вызывающих либо раз-
брос по плотности тока, либо неоднородный теплоотвод от отдельных
участков перехода. Поэтому измеренная известными методами темпе-
ратура является усредненной (эффективной) температурой перехода.
Таким образом, эффективная эквивалентная температура перехода не
обязательно является самой высокой температурой полупроводнико-
вой структуры.
Имеются два предельных значения температуры перехода: макси-
мально допустимое и минимально допустимое.
Максимально допустимая температура перехода — это температу-
ра, которая не должна превышаться в длительных режимах эксплуата-
ции (при установившемся тепловом режиме).
Минимально допустимая температура перехода определяет пре-
дел, ниже которого не допускается не только работа прибора,
но и его хранение. Используемые в конструкциях силовых полу-
проводниковых приборов материалы неоднородны и имеют различ-
ные температурные коэффициенты линейного расширения. Хотя
в качестве термокомпенсаторов применяются материалы с темпера-
турным коэффициентом расширения, близким к температурному
коэффициенту кремния (вольфрам, молибден), тем не менее при
низких температурах могут возникать значительные изгибающие
усилия, разрушающие кремний. Для отечественных силовых полу-
проводниковых приборов минимально допустимая температура пе-
рехода равна — (50 — 60) °C.
Что же касается верхнего предела максимально допустимой тем-
пературы, то он различен для приборов в зависимости от их вида
и конструкции. Конкретные значения максимально и минимально до-
пустимых температур приводятся в справочных данных для каждого
типа прибора.
Эффективная эквивалентная температура перехода в установив-
шемся тепловом режиме может быть определена с достаточной для
инженерных расчетов точностью по следующим формулам:
Tj = Тс + Pt„R,hjc; (3.5а)
Tj = Ta + PMR,hja, (3.56)
где Тс — температура корпуса; Та — температура охлаждающей среды;
Р1<я — суммарная мощность потерь; Rthjc — тепловое сопротивление
переход — корпус; Rtllja — тепловое сопротивление переход — среда.
Расчет мощности потерь производится по формулам, приве-
денным в следующем параграфе.
53
3.9. ХАРАКТЕРИЗУЮЩИЕ ПАРАМЕТРЫ ПРИБОРОВ
В СОСТОЯНИИ ВЫСОКОЙ ПРОВОДИМОСТИ
Количественная характеристика состояния высокой проводимости
диода определяется зависимостью
Чр = г, (3.6а)
где up — прямое напряжение на диоде; U/то) ~ пороговое напряжение;
гг = ctg <р — дифференциальное сопротивление (см. рнс. 3.2);
iF — мгновенное значение прямого тока.
Соответственно для тиристора в открытом состоянии
tip= Up iyTy. (3.66)
На рис. 3.19 приведены прямая характеристика диода (д), характе-
ристики открытого состояния тиристора (6) и симметричного тиристо-
ра (в).
Основным параметром, характеризующим состояние высокой
проводимости, является импульсное прямое напряжение U рм для дио-
да и импульсное напряжение в открытом состоянии Upy для тиристо-
ра. Измерение этого параметра производится при температуре перехо-
да 20 + 5 °C при 3,14 максимально допустимого среднего тока при
заданной температуре корпуса для диодов и тиристоров и при 1,41
значения максимально допустимого действующего тока при заданной
температуре корпуса для симметричного тиристора. Прй этом значе-
ние UpM для симметричного тиристора принимается равным больше-
му из значений этого параметра, измеренного в обоих направлениях.
В области рабочих токов характеристика состояния высокой про-
водимости может быть аппроксимирована прямой линией, проходя-
щей через точки, соответствующие 1,57 и 4,71 предельного тока для
диодов и тиристоров и 0,7 и 2,1 предельного тока для симметричного
^М1
Рис. 3.19. Параметры приборов в состоянии
высокой проводимости:
Upo, Уд Го) — пороговое напряжение; ctg<p =
= гр — дифференциальное сопротивление;
2Дткмзт
V^TRMSm
^TM2x^tCto)2
°>72TRMSm
WlTRMsm
*М2
2>1-rTRMSm
УFiu( Utm> ~ импульсное прямое напряжение (импульсное напряжение в откры-
том состоянии)
54
тиристора (рис. 3.19). Отрезок, отсекае-
емый этой линией на оси абсцисс,
численно равен пороговому напряже-
нию (17т(то))> а котангенс угла,
под которым эта линия пересекает ось
абсцисс, есть дифференциальное сопро-
тивление Гу. Эти параметры приво-
дятся в справочных данных, причем
необходимо иметь в виду, что они
характеризуют состояние высокой про-
водимости при максимально допусти-
мой температуре перехода.
Пороговое напряжение и диффе-
ренциальное сопротивление позволяют
рассчитать среднюю мощность потерь,
значение которой определяет нагрев
структуры прибора при заданном сред-
нем токе.
Для диода
Рис. 3.20. Прямые характеристики
диода при различных температу-
рах:
Tji > Tj2 > Гуз; А — точка инвер-
сии
Рр = U{TO)Ifav + кфГТ1рАу. (3.7а)
Для тиристора
рт= Ut(to/tav+ kfyilTAv: (3.76)
Для симметричного тиристора
Рг= 0,9СГ(ГО) Itrms + гт^ткмз- (3.7в)
Пороговое напряжение почти не зависит от конструктивных осо-
бенностей прибора (при комнатной температуре его значение соста-
вляет около 1 В), а дифференциальное сопротивление прямо пропор-
ционально толщине кремниевой структуры и обратно пропорциональ-
но ее площади [2]. По мере возрастания температуры пороговое
напряжение имеет тенденцию к уменьшению, а дифференциальное со-
противление — к возрастанию. Если снять семейство характеристик
высокой проводимости для одного и того же прибора при разных тем-
пературах перехода, то они будут иметь точку инверсии (рис. 3.20),
в которой температурный коэффициент напряжения равен нулю.
ЗЛО. ОБРАТНЫЙ ТОК И ТОК В ЗАКРЫТОМ СОСТОЯНИИ
При приложении к прибору обратного напряжения или напряже-
ния в закрытом состоянии при отсутствии управляющего сигнала че-
рез прибор протекает ток, значение которого зависит от дефектов
структуры в объеме и на поверхности, а также ток, обусловленный ре-
комбинацией и искусственной омической шунтировкой, используемой
как метод улучшения отдельных параметров прибора. При большом
напряжении этот ток может возрасти до значений, при которых мощ-
55
ность, выделяемая на отдельных участках структуры прибора, приво-
дит к значительному перегреву, и прибор становится неработоспо-
собным.
Критерием, определяющим работоспособность прибора, т. е. спо-
собность выдерживать напряжение, определяемое для данного прибо-
ра в соответствии с маркировкой по классу, является повторяющийся
импульсный обратный ток (повторяющийся импульсный ток в закры-
том состоянии). Регламентируемое значение этого параметра приво-
дится в технических условиях и справочных данных при максимально
допустимой температуре перехода. Прибор считается годным, если
при приложении к нему повторяющегося напряжения значение повто-
ряющегося импульсного обратного тока или повторяющегося им-
пульсного тока в закрытом состоянии не превышает регламентируемо-
го значения. Следует заметить, что на практике, как правило,
измеренные значения этого параметра ниже нормируемых, что объяс-
няется отбраковкой приборов на предприятиях-изготовителях по это-
му параметру по его верхней границе. Классификация приборов по на-
пряжению производится обычно при ступенчатом или плавном
нарастании напряжения, источник которого автоматически отключает-
ся при достижении обратным током (током в закрытом состоянии)
определенного значения тока уставки защиты испытательного устрой-
ства. В момент срабатывания защиты (либо в некоторых случаях в мо-
мент загиба характеристики, наблюдаемого с помощью осциллоскопа)
фиксируется значение напряжения, которое затем пересчитывается
в напряжение класса путем умножения на коэффициент к < 1, устана-
вливаемый заводом-изготовителем. Если при этом напряжении изме-
рять обратный ток (ток в закрытом состоянии), то его значения будут
различными для приборов одного типа в зависимости от вида вольт-
амперной характеристики, но меньше максимально допустимого зна-
чения.
Обратный ток, как и ток в закрытом состоянии, является одним
из основных параметров-критериев годности силовых полупроводни-
ковых приборов. Периодически контролируя этот параметр в процессе
эксплуатации, можно заранее выявить ненадежные приборы (с возрос-
шим значением обратного тока и тока в закрытом состоянии) и тем
самым предупредить отказ преобразовательного устройства.
3.11. ТОКИ УДЕРЖАНИЯ И ВКЛЮЧЕНИЯ
Если тиристор находится в открытом состоянии и через него про-
текает постоянный ток при отсутствии управляющего сигнала, то при
плавном снижении этого тока наступает момент, когда тиристор пере-
ходит в закрытое состояние. На рис. 3.4 значение этого тока характе-
ризуется отрезком 7, а на рис. 3.7— отрезком 5. Эти значения соответ-
ствуют току удержания.
При широком диапазоне токовой нагрузки преобразователя необ-
ходимо учитывать значение тока удержания, поскольку преобразова-
тель может самопроизвольно выключиться при снижении тока нагруз-
ки до уровня тока удержания. Кроме того, необходимо иметь в виду,
что ток удержания возрастает с уменьшением температуры. В спра-
56
вочных данных наряду с максималь-
но возможным значением тока
удержания 1Н при 20 ± 5 °C при-
водится температурная зависимость
этого параметра для всего диапа-
зона рабочих температур.
При включении тиристора уп-
равляющим импульсом определен-
ной амплитуды и длительности при-
бор включается только тогда, ког-
да ток в открытом состоянии пре-
высит определенное значение, назы-
ваемое током включения и при-
водимое в справочных данных. Если
Рис. 3.21. К определению термина
«ток включении»:
ZG1 < гО2 < ZG3 J IGT — отпирающий
ток управления; 1ц — ток удержания
ток в открытом состоянии станет
меньше этого значения, прибор мо-
жет перейти обратно в закрытое состояние после прохождения упра-
вляющего импульса. Ток включения зависит от амплитуды и длитель-
ности импульса управления. Он уменьшается при возрастании Тока
управления и увеличении длительности импульса. Зависимости тока
включения от амплитуды и длительности управляющего импульса,
приводимые в справочных данных, имеют вид, показанных на рис.
3.21.
При достаточно больших амплитуде и длительности управляюще-
го импульса ток включения становится равным току удержания. На-
оборот, при коротких импульсах (менее 50 мкс) и при амплитуде тока
управления, близкой к отпирающему току, значение тока включения
в несколько раз может превышать ток удержания.
3.12. ВРЕМЕННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРОЦЕССОВ
ВКЛЮЧЕНИЯ И ВЫКЛЮЧЕНИЯ. ЗАРЯД ВОССТАНОВЛЕНИЯ
Как уже было сказано в § 3.7, процесс включения происходит не
сразу, а в течение определенного отрезка времени, характеризуемого
как время включения. Диаграммы токов и напряжений при включении
показаны на рис. 3.5.
Время включения tgt состоит из времени задержки tgd и времени
нарастания t
= hd + hr' (3'8)
Время задержки tgd в основном зависит от амплитуды тока упра-
вляющего импульса и длительности его фронта.
Время нарастания t зависит от амплитуды тока в открытом со-
стоянии, увеличиваясь с ее возрастанием.
Зависимости времени задержки и времени включения от тока
управления и скорости его нарастания, а также зависимость времени
нарастания от тока в открытом состоянии приводятся в справочных
данных.
57
Нормируемые значения времени задержки и времени включения
для приборов данного типа устанавливаются при 20 + 5 °C, поскольку
значения этих параметров практически не зависят от температуры.
Следует заметить, что время задержки в значительной мере зави-
сит от напряжения в закрытом состоянии. Практика показывает, что
при возрастании напряжения в закрытом состоянии от 100 В до поло-
вины максимального значения время задержки уменьшается в 3 — 5
раз.
Время включения для приборов одного и того же типа не одина-
ково. Как правило, в информационных материалах указывается макси-
мально возможное значение этого параметра. Разброс tg, при группо-
вом соединении приборов приводит к значительным перегрузкам от-
дельных приборов по току (при параллельном соединении) или напря-
жению (при последовательном соединении). С целью уменьшения это-
го разброса необходимо осуществлять управление приборами
с помощью импульсов с возможно коротким фронтом и большой ам-
плитудой тока управления. Из практики эксплуатации мощных пре-
образователей скорость нарастания тока управления должна быть не
менее 1 А/мкс, амплитуда тока — не менее 1 А.
В некоторых схемах преобразователей (инверторы, импульсные
модуляторы, преобразователи частоты и др.) требуется, чтобы тири-
стор мог воспринимать на себя напряжение в закрытом состоянии че-
рез ограниченный промежуток времени после момента прекращения
тока в открытом состоянии. Это время должно быть больше времени
выключения тиристора, в противном случае тиристор будет отпирать-
ся при отсутствии управляющего сигнала. Поэтому время выключения
является одним из основных параметров тиристора.
Характер изменения тока и напряжения на тиристоре в процессе
выключения показан на рис. 3.6.
Время выключения увеличивается с возрастанием тока в откры-
том состоянии, скорости его спада, температуры перехода, амплитуды
и скорости нарастания напряжения в закрытом состоянии и умень-
шается с ростом обратного напряжения [7, 14, 20]. Эти зависимости
приводятся в справочных данных.
В процессе выключения силовые полупроводниковые приборы не
сразу восстанавливают запирающие свойства в обратном направлении.
Если прибор переводится в непроводящее состояние под действием
обратного напряжения, то в течение определенного времени обратный
ток возрастает до значения, значительно превышающего статический
обратный ток, и в течение этого времени прибор неспособен восприни-
мать обратное напряжение.
Процесс обратного восстановления условно можно разделить на
два этапа: до момента достижения обратным током максимального
значения и далее до установления статического обратного тока (см.
рис. 3.3). В соответствии с этим время обратного восстановления t„ со-
стоит из времени запаздывания обратного напряжения ts и времени
спада обратного тока ty, а заряд восстановления Qrr — из заряда за-
паздывания Qs и остаточного заряда Qf.
Врямя обратного восстановления и заряд восстановления при не-
значительном сопротивлении цепи коммутации связаны между собой
58
соотношениями
Irrm = l/2Q„( — di-jfdt)-,
_ Irrm
-dij/dt’
(3.9)
(З.Ю)
где Irrm и — di-jjdt — амплитуда обратного тока и скорость его
изменения, -х
Время обратного восстановления определяет частотный диапазон
работы прибора.
Кроме того, разброс значений времени обратного восстановления
при последовательном соединении приборов может служить крите-
рием при оценке возможности работы КС-цепочки при высоких
уровнях загрузки приборов по напряжению.
Заряд восстановления позволяет произвести расчет КС-цепочек,
применяющихся для исключения перенапряжений на отдельных прибо-
рах при их последовательном соединении.
ЗЛЗ. КРИТИЧЕСКАЯ СКОРОСТЬ НАРАСТАНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ
В ЗАКРЫТОМ СОСТОЯНИИ
При приложении к тиристору напряжения в закрытом состоянии
«о с большей скоростью его нарастания через прибор начинает проте-
кать емкостный ток [2]
ic»C dup/dt, (3.11)
где С — емкость центрального р-п перехода.
Значение этого тока возрастает с увеличением С и скорости нара-
стания напряжения. Протекание емкостного тока сопровождается ин-
жекцией неосновных носителей крайними переходами, как и в случае
протекания тока управления. Таким образом, создаются предпосылки
для включения тиристора при отсутствии управляющего сигнала. Ско-
рость нарастания напряжения в закрытом состоянии, при которой про-
исходит переключение прибора из закрытого в открытое состояние,
называется критической (duD/dt)crst.
Напряжение переключения U(bo) при воздействии dup/dt зависит
от dup/dt и температуры перехода, уменьшаясь с их ростом. Такие за-
висимости приводятся в справочных данных (рис. 3.22).
Классификация' приборов по (dup/dt)^ производится следующим
образом. На прибор, нагретый до максимально допустимой- темпера-
туры, при разомкнутой цепи управляющего электрода подаются им-
пульсы напряжения в закрытом состоянии с линейным фронтом
(рис. 3.23). Амплитуда импульсов напряжения должна быть равной 0,67
повторяющегося импульсного напряжения. Скорость нарастания на-
пряжения равна 0,67 Uprm/T. Достижение критического значения dup/dt
фиксируется в момент резкого снижения напряжения Up.
Значение (dup/dt)„lt уменьшается с ростом напряжения в закрытом
состоянии и температуры перехода.
При проектировании преобразователей необходимо учитывать это
59
Рис. 3.22. Зависимость напряжении переключения U(BO) от скорости нарастания
напряжения в закрытом состоянии dupldt’
U(^BO)m — напряжение переключения при синусоидальном напряжении;
---------------------------7} = 20±5°С;--------Tj=Tjm
Рис. 3.23. К определению термина (duD/dt)cril
UDRM ~ повторяющееся импульсное напряжение в закрытом состоянии
явление переключения, выбирая тиристоры с соответствующей груп-
пой по (dup/dt)CT1( (см. § 1.2).
Для симметричных тиристоров одним из важнейших параметров
является критическая скорость нарастания коммутационного напря-
жения (duD/dt)com. Он должен учитываться при работе симметричных ти-
ристоров в режиме, когда после прохождения тока в одном из направле-
ний в противоположном направлении прикладывается напряжение в за-
крытом состоянии, которое может переключить прибор при большой
скорости нарастания напряжения. Диаграммы тока и напряжения для
этого режима показаны на рис. 3.8.
Значение (dU[)/dt)cl>m уменьшается с ростом тока в открытом со-
стоянии, скорости его спада, температуры перехода, амплитуды напря-
жения в закрытом состоянии. Все эти зависимости приводятся в спра-
вочных данных на симметричные тиристоры.
3.14. ТЕПЛОВЫЕ ПАРАМЕТРЫ
Тепловые потери, возникающие при прохождении тока через полу-
проводниковый прибор, выделяются в основном в небольшом объеме
полупроводниковой структуры. Отсюда тепловой поток проходит че-
рез ряд слоев различных материалов, из которых изготавливаются
термокомпенсаторы (вольфрам, молибден), прокладки (серебро, олово),
основание, охладитель, и отводится в окружающую среду. Каждый из
этих слоев оказывает сопротивление распространению теплового пото-
ка, вследствие чего создается перепад температур между структурой
и каждым из слоев. Рассматривая путь теплового потока через от-
дельные в конструктивном отношении элементы, можно говорить
о тепловых сопротивлениях участков:
переход — корпус прибора Rthic<
корпус прибора — контактная поверхность охладителя RlM;
контактная поверхность охладителя — охлаждающая среда Rtlll„;
переход — охлаждающая среда RtllJI,.
Приняв условно тепловое сопротивление как перепад темпера-
туры на единицу греющей мощности, получаем следующие выраже-
ния:
60
Рис. 3.24. К определению теплового
сопротивления тиристора таблеточной
конструкции
₽ТЛУК ff-thfk Тск
Ртлуа тс.л
Plhja
R,
J с , P^AV (3.12)
> тс-т„ (3 13)
'theft ~~ PTAV
» Т — т 1 h 1 а , (3.14)
'thha PTAV
т -т 4- R + R — 1 *xthch *xthha « > (3-15)
TAV
где Tj — температура перехода; Тс — температура корпуса прибора;
Th — температура контактной поверхности охладителя;
Та — температура охлаждающей среды.
Тепловое сопротивление переход — корпус определяется в основном
площадью полупроводниковой структуры, качеством контактных со-
единений и конструкцией корпуса. Приведенное для RihJC выражение от-
носится к прибору штыревой конструкции. Приборы таблеточной кон-
струкции характеризуются тепловыми сопротивлениями переход —
анодный вывод корпуса R,hjeA и переход — катодный вывод корпуса
RthjcK- Эквивалентная расчетная схема теплового сопротивления при-
бора таблеточной конструкции показана на рис. 3.24.
В соответствии со схемой
RthjeA R,I,JCK К
"'IC RlhjcA + RthjcK
KthjcA — „ >
*TAVA
R _Ti~TcK
RthjcK - —-------
*TAVK
(3 16)
(3 17)
(3.18)
Приведенные выражения относятся к установившемуся тепловому
режиму. В переходных режимах тепловое состояние полупроводнико-
вого прибора характеризуется переходными тепловыми сопротивле-
ниями переход — корпус Z(rt)(yc и переход—среда Z(,/,)/7a.
Зависимости Z(rW,Jt. =f(t) приводятся в справочных данных для
конкретных типов полупроводниковых приборов. Зависимости
* Для диодов мощность потерь обозначается РрАу.
61
Z^tja = f(t) также имеются в справочных данных, причем они относят-
ся к конкретному типу охладителя. Если прибор работает в сборе
с другим охладителем, то переходное тепловое сопротивление пере-
ход - среда
3" (3.19)
Переходное тепловое сопротивление охладителя приводит-
ся в справочных данных на охладители для каждого конкретного типа.
При использовании Z(i/i)i/iob качестве составляющей Z(I/|)(J<1 необходимо
для расчетных значений времени t > 1с суммировать его с контактным
тепловым сопротивлением поскольку при достижении тепловым
потоком поверхности охлаждающего устройства в эквивалентную те-
пловую схему включается тепловое сопротивление контакта между
корпусом прибора и контактной поверхностью охладителя.
В установившемся тепловом режиме Z(I(]) ,ja = Rtllja.
Имея значения Z(1/l)lja для конкретных временных интервалов t,
можно при известном значении греющей мощности Ptav рассчитать
температуру перехода в момент времени t
TJt-Ta + PTAVZ^tja. (3.20)
3.15. УДАРНАЯ МОЩНОСТЬ ОБРАТНЫХ ПОТЕРЬ
Лавинные приборы в процессе эксплуатации могут выдерживать
значительные перегрузки по току в обратном направлении. Основной
характеристикой перегрузочной способности при этом является удар-
ная мощность обратных потерь Prsm-
Нормируемое значение Prsm устанавливается при максимально до-
пустимой температуре перехода и определенной длительности импуль-
са обратного напряжения (обычно 100 мкс). При испытаниях на при-
бор в обратном направлении подается напряжение, равное напряже-
нию пробоя U(br), а амплитуда импульсов обратного тока устанавли-
вается из расчета IR = Prsm/U(br)-
В справочных данных приводятся зависимости ударной мощности
обратных потерь от длительности импульса обратного напряжения
и частоты следования импульсов.
* Строго говоря, значение контактного теплового сопротивления также не-
постоянно во времени. Однако вследствие его незначительности в общем тепло-
вом сопротивлениисн малой тепловой постоянной времени (при соблюдении
требований к сборке и качеству контактных поверхностей) этим можно прене-
бречь в инженерных расчетах.
62
РАСЧЕТ РАБОЧИХ РЕЖИМОВ СИЛОВЫХ
ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРИБОРОВ.
ГРУППОВОЕ СОЕДИНЕНИЕ.
ОБЩИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРИМЕНЕНИЮ
4.1. МЕТОД РАСЧЕТА
Токовая нагрузочная способность силовых полупроводниковых
приборов определяется максимально допустимой температурой пере-
хода, которая не должна быть превышена в любых режимах работы
прибора.
Расчет температуры перехода производится по известным значе-
ниям мощности потерь и теплового сопротивления. Метод расчета за-
ключается в следующем [7].
Пусть нужно рассчитать превышение температуры перехода ЛТ,2
в момент времени t2, если в приборе в течение времени выделялась
постоянная мощность Pf (рис. 4.1, а).
В промежутке времени от г0
до превышение температуры пе-
рехода нарастает до ДТ,1; а затем
на отрезке времени tt — t2 падает
до ATj2. Для расчета превышения
температуры в момент времени t2
условно увеличивают длительность
импульса мощности до этой точки,
предполагая, что в промежутке вре-
мени t2 — t2 рассеивается отрица-
тельная мощность, абсолютное зна-
чение которой то же, что и у реаль-
ного импульса (рис. 4.1, б). В этом
случае можно записать выражение
для превышения температуры пере-
хода в момент времени Г2
Рнс. 4.1. К пояснению метода расчета
превышения температуры перехода
atj2 = дт;2 - дт;2 = pTz^a + (- (4J)
В выражении (4.1) 2$$,,, и — значения переходного теплово-
го сопротивления переход — среда, соответствующие интервалам вре-
мени г2 — г0 и t2 — ti и определяемые по зависимостям Z(I(])QU = f(t) при
соответствующем охлаждении.
Преобразуя выражения (4.1), получаем
(4.2)
Учитывая, что на практике имеют место более сложные виды на-
грузки, при которых в расчетных выражениях могут применяться до
нескольких десятков значений Р и Z, для упрощения расчетных выра-
* Далее в этом разделе с целью упрощения мощность потерь обо-
значается P-j-, а в конкретных примерах для диодов — PF.
63
ft*. 4.2. Замена импульса
импульсом
мощности произвольной формы эквивалентным
мощности прямоугольной формы
Рис. 4.3. Замена серии импульсов одиночным импульсом мощности прямоуголь-
ной формы
жений далее применяют следующие обозначения:
2(1») ijc
Rthja ~ Rt<
7*r<o _____7
~ ^2-1 ;
2*(ГЛ) tja ^m-n'
(4.3)
Тогда выражение (4.1) будет иметь вид
ДТу2 = Pr(Z2.0 - Z2J. (4.4)
В расчетных соотношениях предполагается воздействие прямо-
угольного импульса мощности. Реальная форма для приборов, рабо-
тающих в схемах различных преобразователей электрической энергии,
как правило, отличается от прямоугольной. Предполагаемый способ
расчета основан на преобразовании импульсов мощности любой
формы в прямоугольную [7]. Принцип преобразования показан на
рис. 4.2. Преобразованные импульсы мощности (рис. 4.2,6) имеют ту
же амплитуду, что и реальный (рис. 4.2, а), и то же среднее значение,
а их длительность равна Ат, где N = Рт/Ртм.
Аналогичное преобразование можно произвести при нагрузке при-
бора сериями коротких импульсов (рис. 4.3). При наличии серии им-
пульсов мощности длительностью т с амплитудным значением Ртм,
оиа для расчета температуры перехода может быть заменена одним
импульсом с той же амплитудой и длительностью Ат = Рт/Ртм-
В случае нагрузки одиночными импульсами произвольной формы
и длительности может быть применен графоаналитический способ рас-
чета. Для использования этого способа необходимы осциллограмма
64
тока и прямая характеристика (характеристика открытого состояния)
прибора. Порядок расчета (см. пример 5, § 4.3) следующий:
1. На масштабной бумаге вычерчивается система координат, по
осям которой откладываются:
+ х — длительность импульса тока в градусах;
+ у — мгновенные значения тока в килоамперах;
— х — прямое напряжение (напряжение в открытом состоянии)
в вольтах;
— у — мощность потерь в киловаттах.
2. В I квадранте наносится ряд мгновенных значений тока в со-
ответствии с осциллограммой с учетом масштаба и вычерчивается вся
кривая тока.
3. Во II квадранте строится прямая характеристика (характеристи-
ка открытого состояния). Обычно эта характеристика берется из ин-
формационного материала на данный тип прибора.
4. При нескольких значениях тока определяются мгновенные зна-
чения тока (I квадрант) и соответствующие им значения прямого на-
пряжения (напряжения в открытом состоянии) (II квадрант). Произве-
дение значений иг(ит) и дает ряд значений мощности Ру(Рт), по
которым в IV квадранте строится кривая мощности.
5. Определяется площадь полученного импульса, деление которо-
го на амплитуду импульса мощности дает длительность эквивалентно-
го прямоугольного импульса мощности.
4.2. РАСЧЕТНЫЕ СООТНОШЕНИЯ ДЛЯ РАЗЛИЧНЫХ ВИДОВ
НАГРУЗКИ
Здесь приводятся расчетные соотношения для температуры пере-
хода и допустимой нагрузки при различных режимах работы полупро-
водниковых приборов. Температура перехода определяется по извест-
ной мощности потерь Рт и характеру нагрузки (перегрузки),
а допустимая токовая нагрузка рассчитывается исходя из максимально
допустимой температуры перехода TJm. При этом в обозначениях
приняты упрощения в соответствии с (4.3) и, кроме того, длительность
перегрузки обозначена Гп.
а) Непрерывная установившаяся нагрузка (рис. 4.4). Температура
перехода в установившемся режиме
Tj = Та + P-jRT. (4.5)
Допустимая мощность потерь
Т. - Т
Ртп = ^~-^. (4.6)
Ку
б) Однократный импульс нагрузки (рис. 4.5). Температура перехо-
да в момент времени tY
Tj^K + PtZ^, (4.7)
3 О. Г. Чебовский и др.
65
Рис. 4.4. Мощность нотерь н температура перехода при постоянной про-
должительном нагрузке
Рнс. 4.5. Мощность потерь н изменение температуры перехода при про-
хождении одиночного импульса мощности
а в момент времени t2
T^^T^ + PriZ^-Z^). (4.8)
Допустимая мощность потерь
Р'Г =
г Тт
Т ~ Т
1 jm 1 а
Z^i-o
(4.9)
в) Серия коротких импульсов (рис. 4.6). Температура перехода
в момент времени tj рассчитывается по формуле (4.7). В момент вре-
мени t3
тЛ = + PT1(Z3.0 - Z3J + PT2Z3.2. (4.10)
В момент времени Г5
Лз = Т° + pTl(Z3.0 - Z5J + PT2(Z5.2 - Z5.3) + PT3Z5.4. (4.11)
В случае Рт\ —PT2 = Рп = рт
Pj3 ~ + Pt(Z5.0 — Zj.j + Z5.2 — Z5.3 + Z5.4). (4.12)
г) Длинная серия импульсов (рис. 4.7). Температура перехода
в конце импульсов мощности с одинаковой амплитудой
[xR т / т \ "1
—+ (l-y U+T-Zr+Z, (4.13)
Допустимая амплитуда импульса мощности
_______________________
•tR-r / т \
—jr + ^1 JZt+T-ZT+ Z,
(4.14)
66
Рис. 4.6. Мощность потерь и изменение температуры перехода при неуста-
новнвшейся импульсной нагрузке
Рис. 4.7. Мощность потерь и изменение температуры перехода при длительной
импульсной нагрузке
д) Неимпульсная перегрузка, следующая за непрерывной работой
(рис. 4.8). Температура перехода в конце перегрузки
т, = + pjRt+ (pt(0V)~ (4.15)
Допустимая мощность потерь при перегрузке
Tlm- Г - РтЯг
pT(OV)m=---------’ (4.16)
е) Импульсная перегрузка, следующая за непрерывной работой
(рис. 4.9). Температура перехода в конце перегрузки
Г, = Т„ + PTRT + Pt(ov)
( Т Рт \ ( Т \
( "7 + -----R,n + 11 - — jZr+t ~ %т+ Z,
Л г Pt(ov}/ \ 1 /
(4.17)
Рис. 4.8. Мощность потерь и изменение температуры перехода при дли-
тельной нагрузке с последующей постоянной перегрузкой
Рис. 4.9. Мощность потерь н изменение температуры перехода при длительной
нагрузке с иоследующей импульсной перегрузкой
3*
67
Допустимая пиковая мощность потерь при перегрузке
Tlm-Ta-PT(RT+Ztn)
— (Zm + Zr + т) + Zr + t - Zt+ Z,
(4.18)
Выражения (4.17) и (4.18) используются при числе импульсов пере-
грузки более пяти.
4.3. РАСЧЕТ МАКСИМАЛЬНО ДОПУСТИМОГО ТОКА
НАГРУЗКИ
Общие выражения для расчета предельного тока были приведены
ранее в § 3.4. Выражения (3.1) —(3.3) используются для определения мак-
симально допустимого среднего тока. В большинстве же случаев токо-
вая нагрузка силовых полупроводниковых приборов является импульс-
ной, так что в течение одного периода, особенно при больших
амплитудных значениях тока и малых углах проводимости, температу-
ра перехода колеблется в больших пределах, и расчет по среднему зна-
чению тока может привести к большим погрешностям. В этих случаях
рассчитывается не среднее значение тока, а его амплитуда. Практика
подобных расчетов показывает, что при работе приборов в наиболее
распространенных схемах преобразователей электрической энергии
с небольшими углами управления и при среднем значении тока, ие
превышающем двукратного максимально допустимого, превышение
максимума температуры перехода над средним значением составляет
5 — 7 °C. В этих случаях могут быть применены уравнения (3.3а) — (З.Зв).
Для определения максимально допустимого амплитудного значения
тока эти уравнения получают вид:
, _ ]/^2(го) + 4rTPFAVM - U(Tqi *FAVMm - » 2г 7° (4.19а)
_ 1/^Т(Г0) + 4гТРТАУМ ~ ^Г(ТО) . *TAVMm (4.196)
, _ Т(ТО) + ^ТРТМ ~ ит(ТО) 1 TRMSm " ~ > 2r (4.19в)
где Ртм рассчитывается по формуле (4.14).
Пример 1. Определить максимально допустимый средний ток в откры-
том состоянии тиристора Т171-250, работающего в трехфазной мостовой схеме
выпрямления при температуре охлаждающей среды 50 °C. Угол проводимости
120°, охладитель типа 0181-110, скорость охлаждающего воздуха б м/с.
Из справочных данных 17т(то) = 1,1 в; гт=0,83 мОм; Rthjc = 0,1 °С/Вт;
Rthch = 0.03 °С/Вт; RthCa = 0,23 °С/Вт; Tjm = 125 °C; кф = 1,73 (для данной схемы
выпрямления).
68
По формуле (3.15)
R,h/a = 0,1 + 0,03 + 0.23 = 0,36 'C/Вт;
1/1,12 + 4- 1,732 - 83 - 10-5 —-----1,1
У 0,36
'TAVm------------------2 • 1,732 • 83 • 10~5----------= 140 А-
Пример 2. Для условий предыдущего примера определить максимально
допустимый средний ток при повторно-кратковременном режиме: 10 с — вклю-
чено, 5 с — выключено (г = 10 с; Т = 15 с).
Расчет допустимой мощности потерь проводим по формуле (4 14)
Z, = R,blc + RM + Z„wito = 0,1 + 0,03 + 0,03 = 0,16’С/Вт,
ZT= 0,17°С/Вт; Z = 0,18 °С/Вт,
RT= R,„te + + RMa = 0,1 + 0,03 + 0,23 = 0,36 ’C/Вт;
125 - 50
= 260 Вт.
Р„ =---------
Тт 10
ПО,36 +
0,18—0,17 + 0,16
Выразив из формулы (3 76) ток через мощность, найдем
]/^V(TO) Ттп — UТ(ТО) Л 2 + 4 • 1,732 *83*10 5 • 260 — 1,1
" 2kfyT 2 • 1,732 • 83 • 10'5
= 170 А.
Пример 3 Тиристор ТЛ171-320 работает в однофазной однополупериод-
ной схеме выпрямления. Ток нагрузки lTAf,= 150 А, угол проводимости 90°. Ох-
лаждение воздушное принудительное, охладитель 0181-110, скорость воздуха
6 м/с, температура охлаждающей среды 30 °C. Определить, через какой проме-
жуток времени тиристор должен быть отключен при возникновении 2,5-кратиой
перегрузки по току.
Из формулы (4.15) определяем допустимое значение Zra
z .
pr(ov) ~ рт
Для ТЛ171-32О имеем UT(TO) = °,9 В1 ГТ = 72 • Ю"5 Ом, Rlh]c = 0,685 °С/Вт;
Rihch = 0.05 °С/Вт; RMa = 0,23 °С/Вт; кф = 2,22; TJm = 140 °C; RT = 0,365 °С/Вт.
По формуле (3.76) получим
Рт= 0,9 • 150 + 2,222 • 72 10~5 15О2=215Вт;
= 0,9 (2,5 -150) + 2,222 • 72 • 10"5 (2,5 • 150)2 = 840 Вт.
PT(OV)
Тогда
Z,n
140 - 30 - 215-0,365.
840-215
0,05 °С/Вт.
По графику рис. 12.11, б находим время t х 1 с, в течение которого может
продолжаться перегрузка при достижении температуры Т1т.
П р и м е р 4. Определить допустимую амплитуду тока перегрузки тиристо-
ра Т161-16О, работающего в однофазной однополупернодной схеме выпрямле-
69
ния с углом проводимости 180° на частоте 50 Гц, если устройство защиты сра-
батывает через 200 мс после момента возникновения перегрузки; тиристор
смонтирован на охладителе 0171-80, скорость охлаждающего воздуха 12 м/с,
температура 35 °C. Предварительно тиристор Загружен током 100 А.
Для тиристора Т161-16О I/ = 1,15 В; г = 14. Ю”4 Ом; Rllllc =
= 0,15°С/Вт; Т)т = 125 °C; = 0,05*SC/Bt; за время 200 мс Z(,„)1JC = 0,08 °С/Вт.
Для охладителя 0171-80 Rtkka = 0,28 °С/Вт при 12 м/с.
Принимая длительность эквивалентного прямоугольного импульса мощно-
сти равной 5,7 мс, находим
Z, = 0,02 °С/Вт; ZT= 0,03 °С/Вт; Z^ = 0,033 °С/Вт.
По формуле (4.18) находим
125 - 35 - 150(0,48 - 0,08)
(ОГ)") 5 у
-—(0,08 - 0,033) + 0,033 - 0,03 + 0,02
= 820 Вт.
Рис. 4.10. Графоаналитический метод расчета (к примеру 5)
70
Мощность потерь Ртнайдена по формуле (3.76), значение &т— по формуле
(3.15).
Допустимую амплитуду тока перегрузки определяем по формуле (4.196)
1/1,152 + 4-14 КГ4-820 - 1,15
lTAVMm ------------------------------------«460 А.
Пример 5. По известной осциллограмме тока (рис. 4.10) определить тем-
пературу перехода тиристора ТЛ171-25О при амплитуде импульса тока 4000 А
и предшествующей перегрузке температуре, равной 70 °C.
Масштабы по току 100 А/мм, по фазе 6°/мм, по напряжению 0,2 В/мм, по
мощности 1000 Вт/мм.
Строим в I квадранте рис. 4 10 кривую тока перегрузки в соответствии
с осциллограммой и выбранным масштабом по току. Во II квадранте наносим
ряд точек вольт-амперной характеристики по рис. 12 2 при 140 °C. Определяем
для нескольких cot значение тока, соответствующие им значения напряжения (во
II квадранте) и их произведения (мгновенные значения мощности). Результаты
определения сводим в табл. 4 1.
Таблица 4.1
cot 30° 60° 120° 180° 210°
/у, кА 0,75 1,2 3,0 3,7 •2,5
Wj1, В 2,0 2,7 5,2 6,1 4,5
Pj', кВт 1,5 3,24 15,6 22,57 11,25
Строим в IV квадранте кривую мощности и определяем ограниченную ею
площадь; S = 1020 мм2.
Высоту эквивалентного прямоугольного ипмульса мощности принимаем
равной высоте реального: ft = 65 мм при Р^ = 26 кВт.
Учитывая масштаб по времени (1 мс-3 мм), находим длительность экви-
валентного прямоугольного импульса мощности
что соответствует ширине 5,24*3 = 15,7 мм.
Определив переходное тепловое сопротивление тиристора ТЛ171-250 для
времени 5,24 мс (см. рис. 12.11, а)
Z(rW,A« 0,005 °С/Вт,
находим температуру перехода
Tj = 70 + 26-103 • 5 • 10" 3 = 200 “С.
Пример 6. Тиристор Т161-200 работает в трехфазной мостовой схеме вы-
прямления с углом проводимости 120°. График нагрузки приведен на рис. 4.11.
Рис. 4.11. График токовой нагрузки
(к примеру 6)
Определить температуру перехода тиристора в момент времени /4. Температу-
ра охлаждающей среды 20 “С, охладитель 0181-110, скорость охлаждающего
воздуха 6 м/с. На рис. 4.11 7_ = 40 А; 1Т2 = 100 A; 1TJ = 120 А; ^ = 5 мин; г2 =
= 7 мин; t3 = 10 мин; Г4 = 12 мин.
Из справочных данных находим кф = 1,73; t/j-jj-o) = 1,15 В; ГГ =
= 100- IO"5 Ом; Rtlye = 0,1 °С/Вт; Rthcll = 0,05 °С/Вт.
Мощность потерь в открытом состоянии [по формуле (3.76)]
Рп = 1,15-40+ 1,732-10"3 402 = 51 Вт;
Рт2 = 1,15-100 + 1,732- IO*3-1002 = 145 Вт;
Ргз= 1,15 120 + 1,732-10“3- 1202 = 181 Вт.
fib формуле (4.11)
Tj= Та + РТ1 (Z4_0 - Z4_t) + Рт2 (Z4_2 - Z4_3) + Pr3Z4_3.
Для охладителя 0181-110 (см. рис. 19.6, я) имеем
Z4-0 - Z4.j = Z7m1i1i = 0,17 °С/Вт;
Zb - Z4.3 = Z3mhh = 0,13 °С/Вт;
Zb = Z2miih = 0,11 °C/Bt.
С учетом тепловых сопротивлений Rtll и R,hch по формуле, приведенной
в примере 2, получим
Т; = 20 + 51-0,32 + 145-0,28 + 181-0,26= 123 °C.
Более подробно вопросы анализа и расчета тепловых режимов
силовых полупроводниковых приборов рассмотрены в специальной
литературе [7, 18, 19].
В некоторых случаях при оценке возможности работы мощных ти-
ристоров необходимо учитывать воздействие таких факторов, как
большие скорости нарастания напряжения и тока. Эти вопросы под-
робно освещены в [20].
4.4. РАСЧЕТ ДОПУСТИМЫХ ПЕРЕГРУЗОК ПО ТОКУ
В процессе эксплуатации полупроводниковых приборов в схемах
преобразователей электрической энергии они могут подвергаться пере-
грузкам по току вследствие возникновения аварийных режимов. При
этом полупроводниковый прибор, как правило, является наиболее
слабым элементом цепи токовой перегрузки вследствие сравнительно
низких значений максимально допустимой рабочей температуры.
Критериями оценки работоспособности полупроводниковых при-
боров при токовых перегрузках являются перегрузочные характеристи-
ки. В зависимости от вида перегрузок, которые должны выдерживать
приборы при условии сохранения работоспособности, используются
следующие параметры перегрузочной способности:
рабочие перегрузочные характеристики;
аварийные перегрузочные характеристики;
ударный неповторяющийся ток;
защитный показатель.
72
Рабочие перегрузочные характеристики используются в случае, ес-
ли при возникновении перегрузки диод должен выдерживать обратное
напряжение, а тиристор, кроме того, не должен переключаться при от-
сутствии управляющего сигнала, т. е. при рабочих перегрузках не дол-
жна превышаться максимально допустимая температура перехода.
Аварийные перегрузочные характеристики применяются в случае
возникновения аварийных режимов, при которых тиристор теряет
управляющую способность вследствие превышения максимально допу-
стимой температуры перехода, ио не пробивается при приложении
обратного напряжения.
Ударный неповторяющийся ток и защитный показатель — пара-
метры, при превышении которых прибор выходит из строя вследствие
прожога выпрямительного элемента. При использовании этих показа-
телей нужно учитывать, что напряжение при их воздействии не при-
кладывается. Защитный показатель f i2dt обычно рассчитывают исходя
из значения ударного неповторяющегося тока, как J i2 dt = 0,05 Ij-sm,
и применяют при защите преобразователя с помощью плавких пре-
дохранителей.
Исходными данными для расчета рабочих перегрузочных харак-
теристик являются тип прибора, тип охладителя, температура ох-
лаждающей среды, способ и интенсивность охлаждения, форма кривой
тока.
Вначале определяется максимально допустимый средний ток по
одному из отношений (3.3а) - (З.Зв). Затем для выбранных значений
тока предварительной нагрузки (обычно они выбираются при х = 0;
0,2; 0,4; 0,6; 0,8 значения максимально допустимого среднего тока) рас-
считается мощность потерь 1:
/Г(х)=0 и Рт(х) = 0 для х = 0;
^т(х) = xITAVm-, РТ1х} = 17т(то/т(х) + кфГт!т(Х) для х > 0, (4.20)
где 17т(то) и гт — пороговое напряжение и дифференциальное сопро-
тивление для данного типа прибора.
Далее рассчитываются значения температуры перехода, соответ-
ствующие длительному протеканию тока предварительной нагрузки,
Тдх) = Та; ) (421)
Tj (х) = J
где Та, R,hjll — температура охлаждающей среды и тепловое сопроти-
вление переход - среда, найденное из формулы (3.15).
По формулам табл. 4.2 определяются допустимые амплитудные
значения тока рабочей перегрузки.
Приведены обозначения для тиристоров.
73
Перегрузочные характеристики строятся в координатах ток (ось
ординат) — время (ось абсцисс), причем время откладывается в лога-
рифмическом масштабе.
Пример 7. Рассчитать семейство рабочих перегрузочных характеристик
тиристора Т161-125, работающего с охладителем 0171-80 при скорости охлаж-
дающего воздуха 3 м/с и температуре воздуха 25 °C.
Определяем из справочных данных значения параметров тиристоров
Т161-125, входящих в расчетные формулы табл. 4.2: V .= 1,15 В; г_=
= 22-10"4 Ом; К,*„ = 0,15 С/Вт; = 0,05 С/Вт; Z, А 0,02 =С/Вт; Zr=
= О,О32°С/Вт; Z, = 0,034°С/Вт; Z0 = 0,06 C/Вт; Z)c = 0,ll С/Вт.
Соответственно из справочных данных для охладителя 0171-80
z‘c= 0; zioc= °-04°с/Вт; = °’45 °С/Вт-
С учетом тепловых сопротивлений Rlh и Rlhha получим
Z10c = 0,24 °С/Вт; RlhJa = 0,65 °С/Вт.
Примечание.
Tjm — максимально допустимая температура перехода;
Tj — одно из значений температуры перехода, рассчитанных по формулам
(4.21);
Рт — одно из значений мощности потерь, рассчитанных по формулам
(4.20);
Zt — переходное тепловое сопротивление за время, соответствующее экви-
валентному прямоугольному импульсу мощности (t ~6 мс);
Z? — переходное тепловое сопротивление переход — корпус, соответствующее
времени 20 мс;
ZT — переходное тепловое сопротивление переход - корпус, соответствующее
времени т;
кс — коэффициент скважности импульсов тока (кс = 20/6 = 3,5);
Zx — переходные тепловые сопротивления за время х = 0,1; 1; 10; 100 с.
74
По формуле (3.26) находим максимально допустимый средний ток в от-
крытом состоянии для заданных условий охлаждения
1 / , 125-25
1/1,15а + 9,8-22-10“4--------1,15
U 0,65
----------;------------= 93 А.
р 22-10“4
^TAVlll~
По формуле (3.76) определяем мощность потерь в открытом состоянии при
(0,2; 0,4; 0,6; 0,8)
TAVm
РТ(02)= 1,15 - 0,2 - 94 + 2,46 - 22 • 10 “ 4 (0,2 - 94)2 = 24 Вт;
РТ(04)=1’15 ОЛ-94 + 2,46-22-10',‘1(0,4-94)2 =50 Вт;
РТ(0,6) = 1,15 0,6 94 + 2,46 - 22 10’4 (0,6 • 94)2 = 82 Вт;
РГ(0,8) = М5 • °-8'94 + 2>46 • 22 ’ 10’4 (°>8'94)2 = 117 Вт-
По формуле (3 56) определяем предшествующие перегрузке температуры
перехода, соответствующие заданным токам предварительной нагрузки,
Г,«» = 25°С;
ГЛ0 2) = 25 + 0,65-24 = 41 °C;
TJ (0 4) = 25 + 0,65 50 = 57 °C;
г,<о.б) = 25 + 0,65-82 = 78°С;
Тяо.8) = 25 + 0,65 -117 = 101 °C.
Используя формулы табл. 4 2, находим значения допустимой амплитуды
тока перегрузки при различной предварительной нагрузке.
Для длительности 10 мс
,(0)
‘TlpVjm ~
1,152 + 4 - 22 • 10 ~ 4 125 2~ - 1,15
-----------1П ?°2------------------= 1268 А;
2-22-10 4
№ = 1
Т(ОИт
2-22-10"
^ + 24)-1,15
’ ' = 1144 А;
/(0,4) _
2Д0У)т “
1,152 + 4-22-10'4(-— ^+ 5о)- 1,15
\ 0,02 /
= 1017 А;
2-22-10~4
1/1,152 + 4-22-
/(0,6) _ I_________________
2 ДО И и---------------------
2-22-10~4
+ 82V 1,15
0,02 --------L----- = 821 А;
yl,152 + 4-22-10’4f——— + 1М- 1,15
\ °.02 / «« А
'ДО И™ = ----------а-------------------= 554 А,
2-22-КГ4
75
Для длительности перегрузки 0,1 с
\ 1,152 + 4 • 22 • 10-“ - 1 15
= V 0,06 • 0,3 + 0,7 • 0,034 - 0,032 + 0,02 m 2-22-10'* = 997 А; ]/1,152 + 4.22.10-*-——-1-2-5 -41 + 24 0,06 1,15
1^т у 0,06 0,3 + 0,7 0,034 -.0,032 + 0,02 2.22.10- =905А-
и т. д.
Аналогично рассчитываются значения допустимой амплитуды тока пере-
грузки для других длительностей перегрузки. Результаты расчета сведены
в табл. 4.3.
Таблица 4.3
Длительность перегрузки, с Допустимая амплитуда тока перегрузки, А, при предварительной нагрузке (относительно IfAVm)
0 0,2 0,4 • 0,6 0,8
0,01 1268 1144 1017 821 554
0,1 997 905 808 663 470
1,0 776 708 598 534 402
10,0 519 482 446 393 329
Рис. 4.12. Зависимости максимально
допустимой амплитуды тока рабочей
перегрузки от длительности перегруз-
ки (к примеру 7)
Семейство полученных характеристик приведено на рис. 4.12. Кривые схо-
дятся в точке, соответствующей амплитудному значению допустимого среднего
тока в открытом состоянии = 93 • 3,14 = 292 А.
4.5. ГРУППОВОЕ СОЕДИНЕНИЕ ПРИБОРОВ
Во многих случаях в преобразователях большой мощности прихо-
дится использовать групповое соединение силовых полупроводни-
ковых приборов. Последовательное и параллельное соединение прибо-
ров иногда используются также для повышения надежности преобразо-
вателей, в которых выход из строя отдельного прибора не должен
вызывать нарушения работы всей установки.
76
Различие вольт-амперных характеристик приборов, соединенных
в группу последовательно или параллельно, приводит к тому, что от-
дельные приборы будут перегружаться по току (при параллельном со-
единении) или по напряжению (при последовательном соединении).
Это иллюстрируется рис. 4.13.
Рис. 4.13. К пояснению неравномерности распределения нагрузки при групповом
соединении приборов:
а — параллельное соединение; б — последовательное соединение
При параллельном соединении приборов 1 и 2 (рис. 4.13, а) через
прибор, имеющий прямую вольт-амперную характеристику 1, будет
протекать ток (,, который значительно больше тока i2, протекающего
через прибор, имеющий вольт-амперную характеристику 2 при пря-
мом напряжении на обоих приборах, равном up.
В случае последовательного соединения приборов 1 и 2 (рис.
4.13, б) через оба прибора при приложении обратного напряжения ur
протекает один и тот же обратный ток ip, но напряжение между ними
поделится неодинаково (ur] > UR2).
В еще более тяжелых условиях оказываются параллельно или по-
следовательно соединенные тиристоры. В динамических режимах к ти-
ристору с меньшим временем восстановления запирающей способно-
сти в цепочке последовательно соединенных приборов будет при-
кладываться напряжение всей цепи, вследствие чего может происхо-
дить его самопроизвольное включение или пробой структуры. При
параллельном соединении возникает другая опасность. Тиристор,
имеющий наименьшее время включения, будет воспринимать на себя
весь ток главной цепи, что также может вызвать выход прибора из
строя.
Поэтому групповое соединение приборов, как правило, требует
применения специальных устройств для обеспечения равномерного де-
ления напряжения или тока между отдельными приборами.
77
Рис. 4.14. Способы включения индуктивных делителей:
а — замкнутая цепь; б — схемам задающим диодом; в — схема с общим витком
а) Параллельное соединение. Наиболее распространенным спосо-
бом выравнивания токов между параллельно соединенными прибора-
ми является применение индуктивных делителей тока.
Обычно индуктивный делитель тока выполняется в виде торои-
дального витого магнитопровода, сквозь окно которого пропущены
токоведущие шины таким образом, чтобы МДС, создаваемые то-
ками, протекающими в этих шинах, действовали навстречу друг
ДРУГУ-
Существует несколько способов включения индуктивных делите-
лей тока. Нашли применение следующие способы: замкнутая цепь, схе-
ма с задающим диодом и схема с общим витком. Эти схемы
приведены на рис. 4.14.
Эффективность делителей тока определяется в основном сечением
магнитопровода (имеются в виду одновитковые делители). Для выбора
оптимальных размеров [15] рекомендуется рассчитывать сечение, м2,
магнитопровода делителя тока по формуле
4m2/w(B1 — Во) Д1 ’
(4.22)
где Д17FM — разбаланс прямого напряжения (напряжения в открытом
состоянии), В; Во — остаточная индукция стали магнитопровода, Тл;
Bi — индукция, Тл, соответствующая напряженности Н1; Д/— допус-
тимый разбаланс тока в параллельных ветвях (в средних значениях), А;
/р — средняя длина магнитной линии стали магнитопровода, м; f — ча-
стота импульсов тока, Гц; т — скважность импульсов тока; w — число
витков токоведущих проводов.
Значение Н1 можно найти по кривой намагничивания, взяв точку
на начальном участке области насыщения. Минимальная длина маг-
78
нитного пути (средней линии)
(4.23)
Наименьшие габариты делителей получаются при следующих
условиях:
а) подборе приборов с минимальным разбросом по прямому па-
дению напряжения;
б) уменьшении средней длины магнитной линии;
в) увеличении числа рабочих витков;
г) увеличении допустимого разбаланса токов;
д) увеличении отношения (В,— Ba)/Ht.
Последнее достигается либо введением воздушного зазора, либо
применением постоянного подмагничивания. Воздушный зазор увели-
чивает длину прямолинейного участка кривой намагничивания и со-
ответственно В! — Во, а постоянное подмагничивание смещает рабочий
участок в область отрицательной индукции, что эквивалентно преды-
дущему. Подобные решения могут иметь место при конструировании
делителей для работы на малых частотах (менее 50 Гц).
В подавляющем большинстве случаев применяют одновитковые
делители, удобные в конструктивном отношении. Для изготовления
такого- делителя магнитопровод с пропущенными в его окно двумя то-
коведущими шинами заливается эпоксидным компаундом, так чтобы
остались неизолированными концы шин для подключения в схему.
Расчет индуктивных делителей тока для параллельного соедине-
ния управляемых приборов должен учитывать возможный разброс по
времени включения отдельных приборов, обусловливающий дополни-
тельный ток разбаланса, который возрастает с увеличением разброса
углов управления.
Что касается выбора способа включения индуктивных делителей
тока, то при числе параллельных приборов менее шести целесообразно
применять «замкнутую цепь» (рис. 4.14, а), так как при этом обеспечи-
вается минимальный разбаланс токов. Если число параллельно вклю-
ченных приборов больше шести, то рекомендуется применять схему «с
задающим диодом» или «с общим витком», что определяется возмож-
ностями конструктивной компоновки вентильного блока.
б) Последовательное соединение. При последовательном соедине-
нии на приборах с меньшим обратным током или током в закрытом
состоянии падает большая часть напряжения. При этом наибольший
разбаланс напряжений получается в том случае, если один прибор
имеет наименьший обратный ток, а все остальные — наибольший [7].
С целью выравнивания напряжения на отдельных приборах параллель-
но каждому из них включается шунтирующий резистор Кш, сопроти-
вление, Ом, которого может быть взято из расчета
nU — Um
п___________т
Ш
где п — число последовательно включенных приборов; U — наиболь-
шее допустимое напряжение прибора, В; Um — наибольшее напряжение
79
на ветви с последовательно включенными приборами, В;
Igm ~ наибольший обратный ток (ток в закрытом состоянии) в ам-
плитудных значениях, А.
Мощность шунтирующих резисторов Рш, Вт, может быть рассчи-
тана по известному действующему значению напряжения Uj-rsm на
этом резисторе
Рш - U trsu/Рш-
(4-25)
Для выравнивания напряжения на последовательно включенных
управляемых приборах в переходных режимах параллельно этим при-
борам включаются конденсаторы, емкость, мкФ, которых ориентиро-
вочно определяется по формуле
(» ~ 1)
«17 — Ек
ю~6,
(4-26)
где «— число последовательно включенных приборов;
— наибольшая возможная разность зарядов восстановления по-
следовательно включенных приборов, Кл; U — наибольшее допусти-
мое напряжение на приборе, В; Ек — наибольшее напряжение, при-
кладываемое к цепи последовательно включенных приборов, В.
Параллельно включенные конденсаторы, эффективно выравнивая
напряжение на приборах в переходных режимах, вместе с тем увеличи-
вают ток в открытом состоянии на интервале отпирания. Эти токи
можно ограничить демпфирующими резисторами, включенными по-
следовательно с конденсаторами. Сопротивления этих резисторов дол-
жны быть как можно меньшими. Обычно они выбираются порядка не-
скольких десятков ом.
Для ограничения скорости нарастания напряжения в закрытом со-
стоянии, которая может вызвать самопроизвольное включение управ-
ляемого прибора, параллельно демпфирующим резисторам вклю-
чаются диоды, которые должны иметь возможно меньшее время
восстановления запирающих свойств в обратном направлении.
Схема цепочек выравнивания напряжения на последовательно со-
единенных тиристорах приведена на рис. 4.15.
С Ra С Ra
Рис. 4.15. Схема включения RC-цепочек
для ограничения перенапряжений
Рис. 4.16. Схемы для ограничения пере-
напряжений
80
Выравнивание напряжения может быть осуществлено т^кже с по-
мощью лавинных диодов или стабилитронов, включаемых параллель-
но (рис. 4.16, я). Наибольшее напряжение лавинообразования этих дио-
дов должно быть равно или немного меньше напряжения переключе-
ния тиристоров. Кроме того, эти приборы должны иметь как можно
меньший разброс по напряжению пробоя.
Если нужно выравнивать и прямое и обратное напряжения, то ис-
пользуется схема, приведенная на рис. 4.16,6. В случае не очень жест-
ких требований к разбросу обратных напряжений один лавинный
диод можно заменить обычным (рис. 4.16, в).
4.6. РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТОВ, ОГРАНИЧИВАЮЩИХ СКОРОСТИ
НАРАСТАНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ И ТОКА
Для предупреждения самопроизвольного включения управляемых
приборов при скорости нарастания напряжения в закрытом состоянии,
превышающей критическое значение, может быть использована схема,
приведенная на рис. 4.17 [7].
В период нарастания прямого напряжения на тиристоре Т рези-
стор Кд шунтируется диодом Д. В этом случае скорость нарастания
напряжения определяет постоянная времени цепи, состоящей из сопро-
тивления нагрузки RH и конденсатора С, равная т — RHC.
Значение т может быть найдено исходя из допустимого значения
(dVoldt)cr„ для применяемого прибора. При известном значении RH
можно определить емкость шунтирующего конденсатора как С = t/RH.
В некоторых случаях в схеме может отсутствовать сопротивление R„,
тогда коммутируемое напряжение прикладывается непосредственно
к прибору и скорость нарастания напряжения di/D/Jt “может быть огра-
ничена лишь за счет увеличения внутреннего сопротивления источника
напряжения. В таких схемах для ограничения duD/dt рекомендуется по-
следовательно с прибором включать балластный резистор Rg, сопро-
тивление которого определяется токовым режимом работы прибора.
Тогда шунтирующая емкость рассчитывается исходя из Rg.
После включения прибора емкость С разряжается через резистор
Дд, сопротивление которого определяется условиями ограничения
всплеска разрядного тока конденсатора, равного U/Ra, до значения,
при котором не превышается допустимая скорость нарастания тока.
Диод Д должен иметь возможно меньшее время обратного вос-
становления, так чтобы исключить возможность разряда конденсато-
ра С через этот диод при включении защищаемого прибора.
Конденсатор С должен иметь хорошие частотные свойства. Огра-
ничивающая RC-цепочка должна быть смонтирована как можно ближе
Рис. 4.17. Схема для ограничения ско-
рости нарастания напряжения в закрытом
состоянии
81
к защищаемому прибору с целью уменьшения влияния паразитных
индуктивностей.
Для ограничения влияния эффекта di-j/dt применяются насыщаю-
щиеся реакторы, включаемые последовательно с управляемым прибо-
ром. Реактор должен удовлетворять двум требованиям: обеспечивать
ограничение тока до безопасного значения на время начального этапа
лавинного нарастания тока и иметь минимальное активное и реак-
тивное сопротивления после того, как прибор включится (большое
сопротивление снижает энергетические показатели преобразователя).
Первое требование обусловлено необходимостью снижения мощности,
которая в момент включения выделяется на небольшом участке струк-
туры, что и вызывает ее локальный пробой. Ток, обеспечиваю-
щий нормальное развитие процесса включения, равен 15 — 20 А,
а максимальное время задержки приводится в справочных данных.
Насыщающийся реактор выполняется в виде дросселя с ферро-
магнитным магнитопроводом [16]. Число витков реактора w и се-
чение магнитопровода S связаны между собой соотношением
W = tggUD/SB„ (4 27)
где tgi — время задержки, с, Пд — напряжение перед коммутацией, В;
В, — остаточная индукция, Тл (из справочных материалов); S — сеченне
магнитопровода, м2.
Заметим, что число витков одновременно должно удовлетворять
условию
Iw = Н1ср, (4.28)
где I — ток коэрцитивной силы (как сказано выше, 20 А); Н — коэр-
цитивная сила, А/м (берется из справочных материалов для сердечника
из феррита данного типа); /ср — средняя длина магнитной линии,
м (для стандартных ферритовых магнитопроводов находится из спра-
вочных материалов).
Магнитопровод реактора может быть изготовлен из пермаллоя
или других материалов с прямоугольной петлей гистерезиса.
4.7. ОБЩИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРИМЕНЕНИЮ СИЛОВЫХ
ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРИБОРОВ
Параметры и характеристики силовых полупроводниковых прибо-
ров должны соответствовать требованиям определенной нормативно-
технической документации. Исходными документами являются госу-
дарственные стандарты [1, 21], определяющие общие требования,
в соответствии с которыми должны выпускаться силовые полупровод-
никовые приборы. Конкретные требования к данному типу или виду
приборов изложены в отраслевых технических условиях (ТУ 16),
являющихся основным документом при изготовлении и поставке при-
боров. Как правило, одни технические условия распространяются на
несколько типов приборов (реже на один), сходных либо по назначе-
нию, либо по конструктивным признакам. В справочнике каждый раз-
дел содержит справочные данные приборов, соответствующих опреде-
82
ленным техническим условиям, номер которых указан в начале
соответствующего раздела.
Наиболее полную информацию о силовых полупроводниковых
приборах содержат отраслевые каталоги, в которых кроме необхо-
димых сведений, имеющихся в ТУ, приводятся дополнительные
данные, используемые потребителем при разработке преобразователей
с применением данного типа прибора.
Значения параметров силовых полупроводниковых приборов зави-
сят от условий, при которых проводятся измерения этих параметров.
К таким условиям относятся температура, при которой проводятся из-
мерения, значения параметров сопутствующих воздействий, параметры
схемы, в которой проводятся измерения, и др. Условия измерений ка-
ждого параметра приведены в настоящем справочнике в соответствую-
щих таблицах справочных данных для каждого параметра, а требова-
ния к методам и схемам измерения отвечают требованиям соответ-
ствующих нормативно-технических документов [22]. Конкретные
схемы для испытаний приведены в [23].
Большое значение при проектировании преобразовательных
устройств имеет правильный выбор типа силовых полупроводниковых
приборов. В процессе расчетов проектировщик должен учитывать мно-
жество различных причин, могущих повлиять на нормальную работу
преобразователя. Такими причинами могут быть возникновение недо-
пустимых перенапряжений при коммутации, наличие недопустимых
перегрузок по току при внешних и внутренних коротких замыканиях,
перегрев приборов из-за повышения температуры внутри конструкции
преобразователя за счет нагрева силовых элементов схемы, недоста-
точно мощный сигнал управления, наличие помех в цепи управления
тиристоров и т. д. Игнорирование хотя бы одной из этих причин ис-
ключает нормальную работу преобразователя.
Несмотря на важность этого вопроса, в настоящее время не суще-
ствует единых методических указаний по выбору силовых полупровод-
никовых приборов при проектировании преобразовательных устройств.
Отдельные стороны этой проблемы рассмотрены в специальной лите-
ратуре [17 — 20, 24 — 27], которая может быть использована при расчете
полупроводниковых преобразователей.
Необходимо также учитывать некоторые общие правила эксплуа-
тации:
1) во всех случаях применения рекомендуется не допускать экс-
плуатацию приборов при их максимально допустимой загрузке по
всем параметрам. Коэффициент запаса должен определяться в зависи-
мости от требуемой степени надежности преобразовательных
устройств;
2) при замене вышедшего из строя прибора необходимо выбирать
прибор с параметрами, соответствующими параметрам заменяемого
прибора;
3) параллельное и последовательное соединения приборов одного
типа допускаются только при соблюдении определенных условий (см.
§ 4.5);
4) монтаж приборов с охладителями должен производиться с уче-
том конкретных требований (см. § 2.2 и 4.5);
R1
i 5) устойчивость приборов к воздействию климатических и механи-
ческих факторов, а также диапазон рабочих температур для кон-
кретных типов приборов приведены в соответствующих разделах спра-
вочника. При этом допускается эксплуатация приборов и при более
высоких температурах окружающей среды при условии снижения мак-
симально допустимой токовой нагрузки в соответствии с информа-
ционными материалами
Общими условиями для обеспечения нормальной работы силовых
полупроводниковых приборов являются изменение атмосферного да-
вления в пределах 0,086 — 0,106 МПа (650 — 800 мм рт ст), относитель-
ная влажность 98 % при 35 °C, эксплуатация во взрывобезопасных и хи-
мически неактивных средах, а также средах, не содержащих токопро-
водящую пыль, агрессивные газы и пары в концентрациях, разрушаю-
щих металл и изоляцию.
Надежные тепловой и электрический контакты обеспечиваются
за счет осевого усилия сжатия для приборов таблеточной конструк-
ции При этом охладитель и система прижима должны обеспечивать
равномерное давление по всей площади контактных поверхностей
Для приборов штыревого исполнения электрический и тепловой кон-
такты обеспечиваются при помощи резьбового соединения за счет
определенного крутящего момента
Для уменьшения теплового сопротивления контакта прибор-
охладитель рекомендуется смазывать полиметилсилоксановой смазкой
(ГОСТ 13032-77) или пастой КПТ-8 (ГОСТ 19783-74)
Значения осевых усилий (прижимных) при сборке приборов с ох-
ладителем и значения крутящих моментов даны в справочных ма-
териалах на конкретные типы приборов каждого раздела
При проверке потребителем соответствия приборов нормам дейст-
вующих технических условий испытания должны проводиться в ре-
жимах и по методикам, указанным в технических условиях.
При эксплуатации приборов необходимо периодически очищать
поверхности от пыли и других загрязнений
ЧАСТЬ ВТОРАЯ
СПРАВОЧНЫЕ ДАННЫЕ ПО СИЛОВЫМ
ДИОДАМ
Силовые полупроводниковые диоды предназначены для примене-
ния в преобразователях электроэнергии, а также в цепях постоянного
и переменного тока различных силовых установок.
Как уже указывалось, в настоящее время действуют две системы
условных обозначений В прежней системе условное обозначение дио-
да расшифровывается следующим образом
Диод
Буква, означающая принад-
лежность диода к опреде-
ленной группе (Л-лавинный,
Ч—частотный и т.д.)
Номер конструктивного
исполнения (для первого
конструктивного исполнения
цифра 1 не указывается)
Предельный ток в амперах
---Класс по повторяющемуся
напряжению
---Прямое падение напряжения
в вольтах (указывается
только в технически обосно-
ванных случаях, оговоренных
при заказе)
85
Расшифровка условного обозначения диода по новой системе:
Буква Д, означающая
'диод'
Буква, означающая вид
диода (Л-лавинный, Ч-быст^-
ровосстанавливающийся)
Порядковый номер модифи-
кации конструкции
Обозначение типоразмера
(размер шестигранника
'под ключ' или диаметр
корпуса)
Обозначение конструктивно-
го исполнения корпуса
Максимально допустимый
прямой ток в амперах
Буква X, означающая по-
лярность (указывается для
диодов обратной полярнос-
ти)
Импульсное прямое напря-
жение в вольтах (указыва-
ется только в технически
обоснованных случаях, ого-
воренных при заказе)
— Климатическое исполнение
и категория размещения
Силовые полупроводниковые диоды, представленные в части 2,
по своему назначению и диапазону применения подразделены на
низкочастотные (общего назначения и лавинные), частотные (быст-
ровосстанавливающиеся), автотракторные и роторные диоды (для
86
систем возбуждения турбогенераторов). К группе диодов отнесены
и столбы диодные (лавинные).
Исходя из типа приборов, диоды могут применяться в электро-
технических и радиоэлектронных устройствах в качестве выпрями-
тельных и для защиты от коммутационных перенапряжений, в си-
стемах возбуждения мощных турбогенераторов и синхронных ком-
пенсаторов, в низковольтных выпрямителях сварки и гальванического
оборудования, в автомобильных и тракторных электрогенераторах,
в источниках питания фильтров установок защиты окружающей
среды от загрязнений и в промышленных ионизаторах.
В лавинных диодах использовано явление лавинного размножения
носителей заряда, т. е. увеличение числа носителей заряда в ре-
зультате ударной ионизации, которая наблюдается в достаточно
широких переходах (на относительно высокоомном материале). По-
этому для лавинных приборов в справочных материалах дается
параметр — ударная мощность обратных потерь при максимальной
допустимой температуре перехода, длительности импульса тока на
уровне 0,5 — 10, 100 мкс и частоте 0,3—1 Гц.
Для быстровосстанавливающихся диодов критериями являются
малые времена обратного восстановления и малые заряды вос-
становления, указанные в спрвочных материалах на каждый тип
прибора.
Для диодных столбов характерными показателями являются па-
раметры по повторяющемуся импульсному обратному напряжению
и обратное напряжение пробоя, которые достигают десятков тысяч
вольт.
РАЗДЕЛ 5
ДИОДЫ (НИЗКОЧАСТОТНЫЕ)
5.1. ДИОДЫ ТИПОВ Д112-10, Д112-16, Д112-25, Д122-32, Д122-40,
Д132-50, Д132-63, Д132-80
Диоды типов Д112-10, Д112-16, Д112-25, Д122-32, Д122-40, Д132-50,
Д132-63, Д132-80 (ТУ 16-729.227-79) применяются в силовых цепях по-
стоянного и переменного тока. Отличаются повышенными рабочими
температурами и улучшенными массогабаритными показателями.
Диоды допускают эксплуатацию при температуре окружающей
среды от -50 до +45 °C, атмосферном давлении 0,085—0,105 МПа, от-
носительной влажности 98 % при 35 °C.
Климатические исполнения и категории размещения У2, ТЗ, ОМ2,
УХЛ2 по ГОСТ 15150-69, ГОСТ 15543-70.
87
Диоды допускают воздействие вибрационных нагрузок в диапазо-
не частот 1 — 100 Гц с ускорением 49 м/с2, многократных ударов дли-
тельностью 2—15 мс с ускорением 147 м/с2 и однократных ударов
длительностью 50 мс с ускорением 39,2 м/с2.
Диоды могут иметь как прямую, так и обратную полярности.
У диодов прямой полярности анодом является медное основание, ка-
тодом — основной жесткий вывод. У диодов обратной полярности (в
обозначении добавляется буква X) анодом является основной жесткий
вывод.
Предельно допустимые значения параметров диодов приведены
в табл. 5.1, характеризующие параметры — в табл. 5.2, типы рекомен-
дуемых охладителей и нагрузочная способность диодов — в табл. 5.3,
зависимости параметров от различных условий — на рис. 5.2 —5.6, га-
баритные и присоединительные размеры диодов — на рис. 5.1.
Таблица 5.1. Предельно допустимые значения параметров диодов
Параметр ДИ2-10; ДИ2-16; Д112-25 Д122-32; Д122-40 Д132-50; Д132-63; Д132-80
Повторяющееся импульсное обратное на- пряжение Urrm, В (диапазон температур от Tjmm до Tjifj, импульсы напряжения однополу- периодные синусоидальные 1 = 10 мс, /= = 50 Гц) Максимально допустимый средний прямой Ю; 100-1400 32; 50;
ток 1рдут, А (Тс= 150 °C, ток однополупе- 16; 40 63;
риодный синусоидальный, угол проводимости 25 80
Р= 180°,/=50 Гц) Действующий прямой ток Ifrms* A (Г = 15; 50; 78;
= 50 Гц) 25; 62 98;
Ударный неповторяющийся прямой ток 39 230; 440; 125 1100;
lESM> А (ток однополупериодный синусои- 270; 550 1200;
дальний, одиночный импульс t = 10 мс, Ur = 0, 330 1320
7} = 25 °C) То же при Tj — Tjm 210; 400; 1000;
250; 500 1100;
Температура перехода, °C: максимально допустимая Т]т минимально допустимая Тт,„ Температура хранения, °C: максимально допустимая Tslgm минимально допустимая Tsigmm Крутящий момент, Н • м 300 0,8 + 190 -50 + 50 -50 1,0 1200 3,2
88
Таблица 5.2. Характеризующие параметры диодов
Параметр Д112-10; ДП2-16; Д112-25 Д122-32; Д122-40 Д132-50; Д132-63; Д132-80
Импульсное прямое напряжение В, 1,35
не более (Г, = 25 °C, IF = 3,14
Пороговое напряжение C7Z j-qj, В не более 0,9 0,85 0,83
(Г/=7}т)
Дифференциальное сопротивление гр, мОм, 17,5; 5,0; 3,6;
не более (Tj= Tjm) 10,5; 4,0 2,8;
6,1 2,1
Повторяющийся импульсный обратный ток 1,0; 6,0 8,0;
IrrM, мА, не более (Ту = Тр,„ VR = Urrm) 1,5; 8,0;
4,0 10
Заряд восстановления Qrr, мкКл, не более 63; 103; 138;
(Tj=Tjm< IF = IrAVm< 1/r=100 В, diF)dt = 76; 112 160;
= — 5 А/мкс, t, > 500 мкс) 90 180
Время обратного восстановления trn мкс, 5,9; 7,1; 9,3;
не более (условия, как для Q„) 6,3; 7,2 9,8;
6,7 10,2
Тепловое сопротивление переход — корпус 3,0; 1,3; 0,8;
RthjCi °С/Вт, не более (постоянный ток) 2,5; 1,0 0,72;
2,0 0,5
Вероятность безотказной работы за 1000 ч 0,999
Масса, кг, не более 0,006 0,012 0,027
Таблица 5 3. Рекомендуемые охладители н
нагрузочная способность диодов
Тип диода Тип охладителя iFAVm* ПРИ Та = = 40 °C и естествен- ном охлаждении Rihch- °с/Вт
Д112-10 7
Д112-16 0111-60 10 0,3
Д112-25 15
Д122-32 Д122-40 0221-60 17 21 0,2
Д132-50 26
Д132-63 0231-80 33 0,2
Д1321-80 40
89
Рис. 5 1. Габаритные и установочные размеры диодов Д112-10, Д112-16,
Д112-25, Д122-32, Д122-40, Д132-50, Д132-63, Д132-80, мм
Размер Д112-10, Д112-16, Д112-25 Д122-32, Д122-40 Д132-50, Д132-63, Д132-80
D 012 015,4 019
Е 11 14 17
I 18 26 35
м, 4 7,2 10
N И 12 14
т, 02,2 04,3 05,3
W М5 Мб М8
Рис. 5.2. Предельные прямые характеристики диодов прн Г, = 25 °C (/) и
Т, = Tjm (2)
а -Д112-10, б -Д112-16, в-Д112-25, г-Д122-32, 0-Д122-40, е-Д132-50,
ж - Д132-63, з —Д132-80
90
Рис. 5.3. Зависимости допустимой амплитуды ударного исповторяющегося тока
IpSM от Длительности импульса /, при 7} =25 °C (/) п Т. = Т]т (2), UR =0:
а -Д112-10, б -Д112-16, в -Д112-25, г-Д122-32, д-Д122-4О, е-Д132-50,
ж- Д132-63, 3-Д132-80
91
Рис. 5.4. Зависимости времени обратного восстановления /гг# от скорости спада
прямого тока ~d\F/dt прп 7J = Tjm, UR = 100 В, IF =
а -Д112-10, Д112-16, Д112-25, 6-Д122-32, Д122-40, в - Д132-50, Д132-63,
Д132-80
Рис. 5.5. Зависимости заряда восстановления Qrrs от скорости спада прямого
92
Рис. 5.6. Переходные тепловые сопротивления переход — корпус Z(th)tjc (S) и
переход — среда при скоростях охлаждающего воздуха 0 м/с (7), 3 м/с (2),
6 м/с (3) и 12 м/с (4)-.
а — Д112-10, б — Д112-16 и в — Д112-25 (охладитель 0111-60); г — Д122-32 и
д — Д122-40 (охладитель 0221-60), е-Д132-50, ж - Д132-63 и 3-Д132-80
(охладитель 0231-80)
93
5.2. ДИОДЫ ТИПОВ Д141-100, Д151-125, Д151-160, Д161-200,
Д161-250, Д161-320, Д171-400
Диоды типов Д141-100, Д151-125, Д151-160, Д161-200, Д161-250,
Д161-320, Д171-400 (ТУ 16-729.104-81) предназначены для применения
в электротехнических и радиоэлектронных устройствах в цепях по-
стоянного и переменного тока частотой до 500 Гц. Диоды выпускают-
ся в климатических исполнениях УХЛ и Т категории размещения 2 по
ГО.СТ 15150-69 и ГОСТ 15543-70 и допускают эксплуатацию при тем-
пературе окружающей среды от -60 до + 45 °C. Диоды допускают воз-
действие вибрационных нагрузок в диапазоне частот 1 — 100 Гц с уско-
рением 49 м/с2 и многократные удары длительностью 2—15 мс
с ускорением 147 м/с2.
Диоды изготовляются прямой полярности, при этом анодом дио-
дов является медное основание, катодом — гибкий вывод.
Предельно допустимые значения параметров диодов приведены
в табл. 5.4, характеризующие параметры — в табл. 5.5, типы рекомен-
дуемых охладителей и нагрузочная способность диодов — в табл. 5.6,
зависимости параметров от различных условий — на рис. 5.8 — 5.13, га-
баритные и присоединительные размеры диодов — на рис. 5.7.
Таблица 5.4. Предельно допустимые значения параметров дподов
Параметр Д141-100 Д151-125; Д151-160 Д161-200; Д161-250; Д161-320 Д171-400
Повторяющееся импульсное об- ратное напряжение t/ддл/, В (диа- пазон температур от до Т]т, импульсы напряжения одно- полупериодные синусоидальные Г = 10 мс, f = 50 Гц) Максимально допустимый сред- ний Прямой ТОК А (Тс — = 125 °C, ток однополупериодный синусоидальный, угол проводи- мости ₽= 180°, /= 50 Гц) Действующий прямой ток А (Г= 50 Гц) Ударный неповторяющийся пря- мой ток IpsM< кА (ток однополу- пернодный синусоидальный, оди- ночный импульс г = 10 мс, t/д — 0, 7} = 25 °C) То же при Tj = Tjm Температура перехода, °C: максимально допустимая Т]т минимально допустимая Т/тп Температура хранения, °C: максимально допустимая Tstgm минимально допустимая Tslgmil Крутящий момент, Н-м 100 157 2,0 1,9 10 ± 2 125; 160 250 2,4; 3,3 2,2; 30 190 -60 60 -60 40 ± 5 300-1600 200; 250; 320 500 6,0; 7,0; 8,2 5,5; 6,4; 7,5 50 + 5 400 630 12,0 10,5 60 + 5
94
Таблица 5.5. Характеризующие параметры дподов
Параметр Д141-100 Д151-125; Д151-160 Д161-200; Д161-250; Д161-320 Д171-400
Импульсное прямое напряжение Uрм. В, не более (Tj — 25 °C, 1F= 3,14 lFAym) 1,45 1,35 1,35 1,5
Пороговое напряжение U(TO)-’ В, не более (Т} = Tjm) 0,95 0,9 0,9 0,9
Дифференциальное сопротивле- ние гр, мОм, не более (7^ = Tjm) 1,6 1,3; 1,0 0,80 0,64 0,50 0,56
Повторяющийся импульсный об- ратный ток lRRMy мА, не более = Tjm* Ur = URRM) 20 20 40; 40; 50 50
Заряд восстановления Qrr, мкКл, не более (7} 7/г=7гл1/т, Ur = 100 В, diF[dt = — 5 А/мкс t > 200 мкс) 250 300; 350 400; 500; 600 600
Время обратного восстановления tn, мкс, не более (условия, как для е„) 15 15; 17 20; 22; 25 25
Тепловое сопротивление пере- ход-корпус RthJc. °С/Вт, не более (постоянный ток) Вероятность безотказной работы за 25000 ч 0,5 0,3 0, 0,15 98 0,09
Масса, кг, не более 0,1 0,18 0,298 0,51
Таблица 5.6. Рекомендуемые охладители п нагрузочная способность диодов
Тип диода Тип охладителя ^FAVnu А> ПРИ Та = 40 °C н riIkIv °С7Вт
естественном охлаждении скорости воздуха 6 м/с
Д141-100 0241-80 50 90 0,1
Д151-125 Д151-160 0151-80 61 64 120 125 0,08
Д161-200 100 220
Д161-250 0171-80 105 230 0,05
Д161-320 ПО 240
Д161-200 70 150
Д161-250 ОА-002 72 155 0,05
Д161-320 75 160
Д171-400 0181-110 100 300 0,03
95
о
Рис. 5.7. Габаритные п установочные размеры диодов Д141-100, Д151-125,
Д151-160, Д161-200, Д161-250, Д161-320, Д171-400, мм
Размер Д141-100 Д151-125, Д151-160 Д161-200, Д161-250, Д161-320 Д171-400
D 025 030,5 035,5 045,5
Е 22 27 32 41
I 60 70 85 ПО
М 14,5 18 20 24
7V + 1 13 18 16° 19
О 150 + 10 150 ± 10 200 ± 15 250 + 10
т 0 8,4+0,36 0 8,4+0,36 0 10,5 + 0-43 0 10,5 + 0,43
W М10 М12 М20 х 1,5 М24 х 1,5
Z 10 13 13 13
Рис. 5.8. Предельные прямые характеристики дподоп при Tj = 25 °C (/) и
Tj=Tim (2) '.
а-Д140-100; б - Д151-125; в - Д151-160; г - Д161-200; & -Д161-250; е-
Д161-320; ж- Д171-400
96
Рис. 5.10. Зависимость времени обратного восстановления trr* от скорости спада
прямого тока —dipjdt при Tj = TJm, Ur = 100 В, 1р=1рлГт ДЛЯ всех типов
диодов § 5.2
Рис. 5.11: Зависимость заряда восстановления Q,rlt от скорости спада прямого
тока —dip/dt при Tj = TJm, Ur = 100 В, 1р — 1рЛУт лли всех типов дио-
дов § 5.2
4 О. Г. Чебовский и др.
97
Рис. 5.12. Зависимости допустимой амплитуды ударного иеповторяющегося
тока Ifsm от длительности перегрузки t при Tj =25 °C (2) и Tj = Tjm (2),
Ur =0,8 VjiRM, / = 50 Гц:
о —Д141-100; б —Д151-125; в - Д151-160; г - Д161-200, д - Д161-250; е-
Д161-320; ж - Д171-400
98
Рис. 5.13. Переходные тепловые сопротивления переход-корпус (5) и
переход-среда при скоростях охлаждающего воздуха 0 м/с (/), 3 м/с
(2), 6 м/с (3) и 12 м/с (4)-.
а - Д141-100 (охладитель 0241-80), 6-Д151-125, Д151-160 (охладитель 0151-
80), в —Д161-200, Д161-250 и Д161-320 (охладитель 0171-80), г —Д171-400
(охладитель 0181-110)
5.3. ДИОДЫ ТИПОВ Д133-400, Д133-500, Д133-800, Д143-630,
Д143-800, Д143-1000, Д253-1600
Диоды типов Д133-400, Д133-500, Д143-630, Д133-8ОО, Д143-800,
Д143-1000, Д253-1600 (ТУ 16-729.220-79) предназначены для примене-
ния в цепях постоянного и переменного тока частотой до 500 Гц
в электротехнических устройствах общего назначения.
Диоды устойчивы к воздействию синусоидальной вибрации в диа-
пазоне частот 1 — 100 Гц с ускорением 49 м/с2 и одиночных ударов
4*
99
длительностью 50 мс с ускорением 39,2 м/с2. Диоды изготовляются
в таблеточном исполнении. Анодом и катодом являются плоские ос-
нования, при этом полярность определяется с помощью символа по-
лярности, нанесенного на корпусе диода. Выпускаются диоды в клима-
тических исполнениях УХЛ и Т, категории размещения 2 по ГОСТ
15150-69 и ГОСТ 15543-70.
Предельно допустимые значения параметров диодов приведены
в табл. 5.7, характеризующие параметры — в табл. 5.8, типы рекомен-
дуемых охладителей и нагрузочная способность диодов — в табл. 5.9,
зависимости параметров от различных условий — на рис. 5.15 — 5.20,
габаритные и присоединительные размеры диодов — на рис. 5.14.
Таблица 5.7. Предельно допустимые зпачеппя параметров диодов
Параметр Д133-400; Д133-500; Д133-8ОО Д143-630; Д143-800; Д143-1000 Д253-1600
Повторяющееся импульсное обратное на- 1000- 1000- 400-
пряжение Urrm, В (диапазон температур 4000; 4000; 2000
от Tjmm до TJm, импульсы напряжения од- 1000- 1800-
нополупериодные синусоидальные г =10 мс, 2800; 2800;
f= 50 Гц) 400-1600 400-1600
Максимально допустимый средний прямой 400*; 630*, 1600
ток IfaVdp а (7’с= 1250С, ток однополупе- 500; 800;
риодный синусоидальный, угол проводимости 800 1000
₽ = 180°, /= 50 Гц)
Действующий прямой ток IpRMS, А 1120; 1570, 4800
(Г=50 Гц, Т’с = 60°С) 1620; 2380;
2280 2870
Ударный неповторяющийся прямой ток 7,5; 11,0; 30,0
Ifsm< кА (ток однополупериодный синусои- 10,0; 16,5;
дальний, одиночный импульс t = 10 мс, 13,0 20,0
UR = 0, Tj = 25 °C)
То же при Tj = TJm 7,0; 10,0; 28,0
9,0; 15,0;
• 12,0 18,0
Температура перехода, °C:
максимально допустимая Tjm 150; 150; 190
175; 175;
190 190
минимально допустимая TJmm -60
Температура хранения, °C:
максимально допустимая Tstgm 50
минимально допустимая Tslgmm -60
Осевое усилие сжатия, кН 10 ± 1 ,5±'’5 26 ±2
* При Тс = 100 °C.
100
Таблица 5.8. Характеризующие параметры диодов
Параметр Д133-400; Д133-500; Д133-800 Д143-630; Д143-800; Д143-1000 Д253-1600
Импульсное прямое напряжение Ufm> В, не 2,1, 2,1; 1,5
более (Tj = 25 °C, IF = 3,14 IFAVm') 1,7; 1,7,
1,6 1,55
Пороговое напряжение U(TO)> не более 1,0, 1,0; 1,0
{Tj = TJm) 1,0; 1,0;
1,0 0,9
Дифференциальное сопротивление гу, мОм, 0,95; 0,65; 0,12
не более (7} = Tjm) 0,57; 0,32;
0,27 0,26
Повторяющийся импульсный обратный ток 50; 50; 100
Irrm. мА, не более (7} = 7}m, VR = VRRM) 50; 50;
50 75
Заряд восстановления Qrr, мкКл, не более 1400; 1500; 1200
(Tj=Tjm, IF=IFAVm. Ur = 1°0 В, diFldt = 1000, 1200,
— — 5 А/мкс, г, > 500 мкс) 600 700
Время обратного восстановления trr, мкс, 40, 40; 30
не более (условия, как для Qrr) 35; 35;
25 30
Тепловое сопротивление переход — корпус 0,045 0,034 0,022
Rthjc, °С/Вт, не более (постоянный ток)
Тепловое сопротивление переход —анод-
ный вывод корпуса R^cA, °С/Вт, не более 0,08 0,065 0,044
(постоянный ток)
Тепловое сопротивление переход — катод- 0,1 0,07 0,044
ный вывод корпуса R(hjcK* °С/Вт, не более (по-
стоянный ток)
Вероятность безотказной работы за 25 000 ч 0,97
Масса, кг, не более 0,22 0,30 0,60
Таблица 5.9. Рекомендуемые охладители и нагрузочная способность днодоп
Тип диода Тип охладителя IpAVm. А, при Та = 40 °C и Rthch* С/Вт
естественном охлаждении скорости воздуха 6 м/с
Д133-400 0143-150 130 320 0,015
Д133-500 0143-150 180 450 0,015
Д143-630 0243-150 240 480 0,01
Д133-800 0143-150 230 590 0,015
Д143-800 0243-150 320 650 0,01
Д143-1000 0243-150 400 820 0,01
Д253-16ОО 0153-150 430 980 0,005
101
Рис. 5.14. Габаритные и установочные
размеры диодов Д133-400, Д133-500,
Д133-800, Д143-630, Д143-800,
Д143-1000, Д253-1600, мм
Размер Д133-400, Д133-500, Д133-800 Д143-630, Д143-800, Д143-1000 Д253-1600
Di 033 ±2 038 + 2 050 ±3
D 054 шах 060 шах 0 75
А 20+ 1 20 + 1 26 + 2
di 2 отв. 03,5+0’2
h 2 ± 0,2
Рис. 5.15. Предельные прямые характеристики диодов при Т} = 25 °C (/) и
Т,= Т]т (2У.
а - Д133-400; б - Д133-5ОО; в - Д133-800; г - Д143-630; д - Д143-800; е - Д143-
1000; ж - Д253-1600
102
Рис. 5.17. Зависимость времени обратного восстановления trr* от скорости
спада прямого тока ^dipldt при 7}=7)т, £/Л = 100 В, IF = IFA Vm для всех
типов диодов § 5.3
Рис. 5.18. Зависимость заряда восстановления Qrr* от скорости спада ирямого
тока —dip/dt при Tj = TJm, £7^ = 100 В, IF = IFAym Для всех типов дио-
дов § 5.3
103
Рис. 5.19. Зависимости допустимой амплитуды ударного иеповторяющегося
тока IFSM от длительности иерегрузки t при Т, = 25 °C (/) и Т. = Т,т (2)
ГЯ=0,8 Urrm, f = 5O Гц:
а- Д133-400, б- Д133-500; «-Д133-800; г - Д143-630, 0-Д143-800, е-
Д143-1000; ж - Д253-1600
Рис. 5.20. Переходные тепловые со-
противления переход—корпус Z(/A)yc
(5) и переход-среда Z(zA)ya прн ско-
ростях охлаждающего воздуха 0 м/с
(/), 3 м/с (2), б м/с (3) п 12 м/с (4):
а —Д133-400, Д133-500 н Д133-800
(охладитель 0143-150); б — Д143-630,
Д143-800 и Д143-1000 (охладитель
0243-150); в- Д253-16ОО (охлади-
тель 0153-150)
104
5.4. ДИОДЫ ТИПОВ BIO, В25, В50, В200, В320
Диоды типов BIO, В25, В50, В200, В320 (ТУ 16-529.765-73) * пред-
назначены для электротехнических и радиоэлектронных устройств
в цепях постоянного и переменного тока частотой до 500 Гц.
Диоды выпускаются в климатических исполнениях УХЛ и Т, кате-
гории размещения 2 по ГОСТ 15150-69 и ГОСТ 15543-70 и допускают
эксплуатацию при температуре окружающей среды от —60 до +45 °C.
Диоды допускают воздействие вибрационных нагрузок в диапазоне ча-
стот 1 — 100 Гц с ускорением 49 м/с2 и многократных ударов длитель-
ностью 2 — 15 мс с ускорением 147 м/с2.
Анодом диодов является гибкий вывод, катодом — медное основа-
ние.
Предельно допустимые значения параметров диодов приведены
в табл. 5.10, характеризующие параметры — в табл. 5 11, типы реко-
Таблица 5 10 Предельно допустимые значения параметров диодов
Параметр В10 В25 В50 В200; В32О
Повторяющееся импульсное обратное напряжение Urrm, В (диапазон темпера- тур от Tjmm до Tjm, импульсы напряже- ния однополупериодные синусоидальные t = 10 мс, f= 50 Гц) 150- -1600
Максимально допустимый средний пря- мой ток IpAYmi А (Тс = 100° С, ток од- нолупериодный синусоидальный, угол проводимости Р = 180°, f = 50 Гц) 10 25 50 200; 320
Действующий прямой ток Ifrms> А (Г=50 Гц) 16 40 80 320, 500
Ударный неповторяющийся прямой ток IfSM, кА (ток однополупериодный си- нусоидальный, одиночный импульс t = 10 мс, UR = 0, Т} = 25 °C) 0,6 0,99 2,2 6,6
То же при Tj = Tjm Температура перехода, °C: максимально допустимая Tjm минимально допустимая Tjmm Температура хранения, °C: максимально допустимая Tstgm минимально допустимая Tstgmm 0,55 0,9 14 2,0 0 0* 0 50* 6,0
Крутящий момент, Н • м 10 10 40 50; 60
* Для В200 — минус 60 °C.
мендуемых охладителей и нагрузочная способность диодов — в табл.
5.12, зависимости параметров от различных условий — на рис.
5.22 — 5.27, габаритные и присоединительные размеры диодов - 5.21. на рис.
* В новых разработках не применять.
105
Рис. 5.21. Габаритные н установочные размеры диодов BIO, В25, В50, В200,
В320, мм
Размер вю В25 В50 В200 В320 •
D 024 030,5 035,5 045,5 060
Е 22 27 32 41 55
I 45 60 65 95 120
М 10 10 14,5 24 24
N 14 16 15 15 20
О 100 + 10 125 + 12 150+15 250 + 25 250 + 25
Т 04,3+о>3 06,4+О.36 08,4+0’36 010,5+0,43 010,5+0-43
W М8 М10 М20 х 1,5 М20 х 1,5 М30 х 1,5
Рис. 5.22. Пре-
дельные прямые
характеристики
диодов при Tj =
= 25 °C (?) и Tj =
= Tjm (2): а —
В10; 6-В25; в-
В50; г - В200; д -
В320
1,0 1,5 UF ,В
106
Рис. 5.23. Зависимости допустимой амплитуды ударного иеповторяющегося
тока Ifsm от длительности импульса при Tj = 25 “С (2) н Tj=Tjm (2),
С7Л =0:
а - В10; б - В25; в - В50; г - В200, В320
Рис. 5.24. Зависимости допустимой амплитуды ударного неповторяющегося
тока IpsM от длительности перегрузки t при 7} = 25 °C (/) и TJ=Tjm (2),
=0,8 URRM, / = 50 Гц:
а - В10; б - В25; в - В50; г - В200, В320
107
Рис. 5.25. Зависимости времени обратного восстановления trr от скорости
спада прямого тока — dipldt при Tj = Tjm, Ur =100 В:
а - BIO; б —В25; в - В50, г - В200; д - В32О, 7-/f=O,5 IpAVm', 2~
IF=IFAVmi 3 — 1р = U5 IpAVm
Рис. 5.26. Зависимости заряда восстановления Qrr от скорости спада прямого
тока —dipldt при Tj = Tjm, Ur = 100 В:
а-BIO; 6-В25; в - В320; г-В200; д - В50; l-Ip = 0,5 IpAVm'- 2-Jp =
= !РАУт'< 3- Ip= 1,5 IpAVm
108
0,001 0,01 0,1 1 10 t,c
в)
Рис. 5.27. Переходные тепловые сопротивления переход — корпус 2(д,)ус:
а - В10; б - В25; в - В50; г - В200; д - В320
109
Таблица 5 II Характеризующие параметры диодов
Параметр BI0 В25 В50 В200; В320
Импульсное прямое напряжение В, не более (7} = 25 °C, IF = 3,14 IFAVrn) 1,35 1,35 1,35 1,35, 1,60
Пороговое напряжение U(TO)> не более (Tj = Т]т) 0,9 0,9 0,9 0,92; 1,08
Дифференциальное сопротивление гр, мОм, не более (7} = Tjm) 12,7 5,0 2,54 0,684, 0,50
Повторяющийся импульсный обратный ток Irrm, мА, не более (Tj-Tjm 5 5 5 8, 20
VR = URRM)
Заряд восстановления Qrr, мкКл, не более (Tj=Tjm, 1р=1рлут> Сд = 100 В, 40 120 270 300; 500
diF(dt = — 5 А/мкс, tt > 50 мкс) Время обратного восстановления trr, мкс, не более (условия как для Qrr)
7 10 15 15; 15
Тепловое сопротивление переход-корпус Rthjc* °С/Вт, не более (постоянный ток) Вероятность безотказной работы за 1,5 1,0 0, 0,6 п 0,13; 0,09
10000 ч
Масса, кг, не более 0,045 0,084 0,19 0,46; 0,8
Таблица 5.12. Рекомендуемые охладители и нагрузочная способность диодов
Тнп диода Тип охладителя ^FAVm-> А, при Та~ 40 °C и Rfhclv °С/Вт
естественном охлаждении скорости воздуха 6 м/с
В10 ОМ-001 10 0,05
В25 ОМ-002 — 25 0,04
В50 ОА-049 — 60 0,03
В200 0171-80 — 160 0,02
В320 ОА-016 — 200 0,01
5.5. ДИОДЫ ТИПОВ В2-320, В500, В800, В2-1600
Диоды (ТУ 16-529.903-74)* предназначены для применения в ста-
тических преобразователях электроэнергии, а также в цепях постоян-
ного и переменного тока различных силовых установок частоты до
500 Гн.
Диоды выпускаются в климатических исполнениях У, категории
размещения 2 и Т, категории размещения 3 (В2-1600, кроме того, ХЛ2)
по ГОСТ 15150-69 и ГОСТ 15543-70 и допускают эксплуатацию при
температуре окружающей среды от -50 (-60 для В2-1600) до +45 °C.
Диоды допускают воздействие вибрационных нагрузок в диапазоне ча-
стот 1 — 100 Гц с ускорением 49 м/с2 (9,8 м/с2 для В2-1600) и много-
* В новых разработках не применять.
ПО
Таб ища 5.13 Предельно допустимые значения параметров диодов
Параметр В2-320 В500 В800 В2-1600
Повторяющееся импульсное обратное 150- 150- 150- 300-
напряжение Urrm> В (диапазон темпе- 4000 3800 2400 1600
ратур от Tjmm до импульсы на- пряжения однополупериодные синусои- дальные t = 10 мс, /= 50 Гц) Максимально допустимый средний пря- 320 500 800 1600*
мой ток А (Тс = 100 °C, ток од- нополупериодный синусоидальный, угол проводимости Р = 180°, f = 50 Гц) Действующий прямой ток Ifrms* А 500 780 1260 2500
(Г =50 Гц) Ударный неповторяющийся прямой ток 6,5 9,0 15,0 28,0
IpSM’ кА (ток однополупериодный сину- соидальный, одиночный импульс ( = 10 мс, UR = 0, 7^ = 25 °C) То же при Т} — TJm 7,15 9,9 16,5 31,0
Температура перехода, °C: максимально допустимая Tjm 140 140 140 190
минимально допустимая TJmm -50 -50 -50 -60
Температура хранения, °C: максимально допустимая Tstgm минимально допустимая Tstgmin -50 5 -50 0 . -50 -60
Осевое усилие сжатия, кН 10 + 2 15 + 2 15 + 2 24 + 2
* При Тс = 125 °C.
Таблица 5.14. Рекомендуемые охладители и нагрузочная способность диодов
Тип диода Тип охладителя iFAVm, А, при Та = 40 °C и скоро- сти воздуха 6 м/с Rthch* С/Вт
В2-320 ОА-026 250 0,01
В500 0243-150 430 0,01
В800 0243-150 590 0,01
В2-1600 0153-150 1000 0,005
кратных ударов длительностью 2 — 15 мс с ускорением 147 м/с2.
Предельно допустимые значения параметров диодов приведены
в табл. 5.13, характеризующие параметры — в табл. 5.15, типы реко-
мендуемых охладителей и нагрузочная способность диодов — в табл.
5.14, зависимости параметров от различных условий — на рис.
5.29 — 5.34, габаритные и присоединительные размеры диодов — на рис.
5.28.
Ш
Рис. 5.28. Габаритные и установочные размеры диодов:
а - В2-320, В500, В800, 6-В2-1600, мм
Размер В2-320 В500, В800 Размер В2-320 В500, В800
Д| 030+ 1 040 + 1 D 056 073
4 02,7 02’7л, D, 031 + 1 046 + 1
h А 1,3+0-2 19 + 1 1,3+0’2 22 + 1 О1 59 76
, КД
6
5
Ч
3
2
1
О
1,0 1,2 1,4 1,6 Up, В
Рис. 5.29. Предельные прямые характе-
ристики диодов при Tj = 25 °C (/) и
Tj = Tj„, (2)
а — В2-320, б - В500 в - В800, г-
В2-1600
112
10 20 40 БО 100t,MC
Рис. 5.31. Зависимости допустимой амплитуды
ударного неповторяющегося тока Ifsm от Д-™'
тельности перегрузки t при Т} =25 °C (/) и
Т} = TJm (2) 1/л =0,8 VRRM / = 50 Гц:
а - В2-320, б - В500, в - В800, г - В2-1600
Рис. 5.32. Зависимости времени обратного восстановления tir, от скорости
спада прямого тока —dlpfdt при Tj = тт UR = 100 В:
а —В2-320, 6 -В500, В800, в - В2-1600, l-IF=0,5 lFAVm, 2 - IF= lFAVm,
3 - !F= 1,5 !FAVm
113
Рис. S.33. Зависимости заряда восстановления Q,,, от скорости спада прямого
тока - diF/dt при = TJm, Ur = 100 В:
а- В2-320, б - В500, В800, «-В2-1600, l-IF=0,S IFAVm, 2 - IF = IFAVm,
3 - >.5 IpAVm
Рис. S.34. Переходные тепловые сопротивления переход — корпус Z(,/,)yc (5)
и переход-среда Z ^tja при скоростях охлаждающего воздуха 0 м/с (/),
3 м/с (2), 6 м/с (3) и 12 м/с (4):
а - В2-320 (охладитель ОА-026), б - В500 (охладитель 0243-150), в - В800
(охладитель 0243-150), г-В2-1600 (охладитель 0353-150)
114
Таблица 5 15 Характеризующие параметры диодов
Параметр В2-320 В500 В800 В2-1600
Импульсное прямое напряжение Ufm, В, не более (7} = 25 °C, /77= 3,14 IpAVm) 1,90 2,00 1,85 1,50
Пороговое напряжение U(TO)> не более (Tj = Tjm) 1,1 1,1 0,9 1,0
Дифференциальное сопротивление гу, мОм, не более (7) = TJm) 0,78 0,62 0,32 0,12
Повторяющийся импульсный обратный ток Irrm, мА, не более (7} = Т)т, VR = uRRln) 20 30 20 100
Заряд восстановления Q„, мкКл, не более (Tj = TJm, IF = IpAVm, Vr=\W) В, dipjdt = —5 А/мкс, t, > 50 мкс) Время обратного восстановления tn, мкс, не более (условия как для Qrr) 450 500 500 1000
15 20 20 25
Тепловое сопротивление переход — кор- пус °С/Вт, не более (постоянный ток) 0,05 0,04 0,033 0,025
Тепловое сопротивление переход — анод- ный вывод корпуса RthjcA, °С/Вт, не более (Постоянный ток) 0,07 0,05 0,04 0,047
Тепловое сопротивление переход —катод- ный вывод корпуса RthjcK> °С/Вт, не более (постоянный ток) Вероятность безотказной работы за 25 000 ч 0,3 0,15 0,9 0,15 8 0,053
Масса, кг, не более 0,15 0,31 0,31 0,40
РАЗДЕЛ 6
ДИОДЫ (НИЗКОЧАСТОТНЫЕ) ЛАВИННЫЕ
6.1. ДИОДЫ ТИПОВ ДЛ112-10, ДЛ112-16, ДЛ112-25, ДЛ122-32,
ДЛ122-40, ДЛ132-50, ДЛ132-63, ДЛ132-80
Диоды типов ДЛ112-10, ДЛ112-16, ДЛ112-25, ДЛ122-32, ДЛ122-40,
ДЛ132-50, ДЛ132-63, ДЛ132-80 (ТУ 16-729 227-79) применяются в си-
ловых цепях постоянного и переменного тока
Отличаются повышенными рабочими температурами и улуч-
шенными массогабаритными показателями
Диоды допускают эксплуатацию при температуре окружающей
среды от -50 до +45 °C, атмосферном давлении 0,085 — 0,105 МПа, от-
носительной влажности 98 % при 35 °C.
Климатические исполнения и категории размещения У2, ТЗ, ОМ2,
УХЛ2 по ГОСТ 15150-69, ГОСТ 15543-70
Диоды допускают воздействие вибрационных нагрузок в диапазо-
не частот 1 — 100 Гц с ускорением 49 м/с2, многократных ударов дли-
тельностью 2—15 мс с ускорением 147 м/с2 и однократных ударов
длительностью 50 мс с ускорением 39,2 tAjo.-.
115
Таблица 6.1. Предельно допустимые значения параметров диодов
Параметр ДЛ112-10; ДЛ112-16; ДЛ112-25 ДЛ 122-32; ДЛ122-40 ДЛ 132-50; ДЛ 132-63; ДЛ 132-80
Повторяющееся импульсное обратное напряжение ® (диапазон темпера- тур от Tjmin до Tjm, импульсы напря- жения однополупериодные синусоидаль- ные t = 10 мс, f — 50 Гц) Максимально допустимый средний Ю; 400-1500 32; 50;
прямой ток IfaViw А (Тс=125°С, ток 16; 40 63;
однополупериодный синусоидальный, 25 80
угол проводимости р =180°,/= 50 Гц) Действующий прямой ток IfrmS’ А 15; 50; 78;
(/=50 Гц) 25; 62 98;
Ударный неповторяющийся прямой 39 230; 440; 125 1100;
ток А (ток однополупериодный 270; 550 1200;
синусоидальный, одиночный импульс 300 1320
( = 10 мс, UR = 0, Tj = 25 °C) То же при Tj = Tjm 210- 400; 1000;
250; 500 1100;
Ударная мощность обратных потерь 270 1,5 2,0 1200 3,8
PrSm> к^т (Tjm — 160 °C, одиночные им- пульсы, длительность импульса обратно- го тока tj = 100 мкс, форма импульса — полусинусондальная) Температура перехода, °C: максимально допустимая Tjm минимально допустимая Tjmjn Температура хранения, °C: максимально допустимая Tstgm минимально допустимая Tstgmjn Крутящий момент, Н м 0,8 + 160 -50 + 50 -50 1,0 3,2
Таблица 6.2. Характеризующие параметры диодов
Параметр ДЛ112-10; ДЛ112-16; ДЛ 112-25 ДЛ 122-32; ДЛ 122-40 ДЛ 132-50; ДЛ 132-63; ДЛ132-80
Импульсное прямое напряжение Vrm, 1,35 1,35 1,35
В, не более (Tj = 25 °C, Ip = 3,14 Ira I'm)
Пороговое напряжение U(ro)> В» не 0,92 0;87 0,85
более (Tj = Tjm)
Дифференциальное сопротивление гу, 15,2; 5,3 3,4;
мОм, не более (Tj = Tjm) 9,3; 3,85 2,6;
5,7 2,0
Повторяющийся импульсный обрат- 1,0; 4 4;
ный ток Irrm< мА, не более (Г,- = Т.„, 1,5; 6;
ur=urrm) _ 2,0 8
116
Продолжение табл. 6.2.
Параметр ДЛ112-10; ДЛ112-16; ДЛИ 2-25 ДЛ122-32; ДЛ122-40 ДЛ 132-50; ДЛ 132-63; ДЛ132-80
Заряд восстановления Qrr, мкКл, 63; 103; ' 138;
не более (Г, — Tim, I? — Jfa vm-, Uw = 100 В, 76; 112 160;
dipldt = —5 А/мкс, > 500 мкс) Время обратного восстановления trr, 90 190
5,9; 7,1; 9,3;
мкс, не более (условия, как для Qrr) 6,3; 7,2 9,8;
6,7 10,2
Тепловое сопротивление переход —кор- 3,0; 1,3; 0,8;
пус Rthjci °С/Вт, не более (постоянный 2,5; 1,0 0,72;
ток) 2,0 0,5
Импульсный ток обратного восстанов- 21; 29; 30;
ления /ггд/, А, не более (7ут=160°С, 24; 31 33;
Г; = 500 мкс, Up = 100 В, ток трапе- цеидальный, dipfdt = — 5 А/мкс, fp = = iFAVm) Вероятность безотказной работы за 1000 ч 27 0,999 35
Масса, кг, не более 0,006 0,012 0,027
Таблица 6.3, Рекомендуемые охладители и нагрузочная способность диодов
Тип диода Тип охладителя Значение 1рд ут, А, при Та = 40 °C и естественном охлаждении Значение Rthch< °С/Вт
ДЛ112-10 7
ДЛ112-16 0111-60 10 0,3
ДЛ 112-25 15 '
ДЛ122-32 ДЛ 122-40 0221-60 17 21 0,2
ДЛ132-50 26
ДЛ 132-63 0231-80 33 0,2
ДЛ 132-80 40
Диоды выпускаются прямой полярности, при этом анодом являет-
ся медное основание корпуса, катодом — основной жесткий вывод.
Предельно допустимые значения параметров диодов приведены
в табл. 6.1, характеризующие параметры — в табл. 6.2, типы рекомен-
дуемых охладителей и нагрузочная способность диодов — в табл. 6.3,
зависимости параметров от различных условий — на рис. 6.2—6.7, га-
баритные и присоединительные размеры диодов — на рис. 6.1.
117
HI D
Рис. 6.1. Габаритные и установочные размеры диодов ДЛ112-10, ДЛ112-16,
ДЛ112-25, ДЛ122-32, ДЛ122-40, ДЛ132-50, ДЛ132-63, ДЛ132-80, мм
Размер ДЛ112-10, ДЛ112-16, ДЛ 112-25 ДЛ 122-32, ДЛ 122-40 ДЛ 132-50, ДЛ 132-63, ДЛ 132-80
D 012 015,4 019
Е 11 14 17
I 18 26 35
М, 4 7,2 10
N 11 12 14
т, 02,2 04,3 05,3
W М5 Мб М8
0 ------------L—-J Q --------------L-LJ 0 -------------L_U 0 -------------------
0,9 1,1 1,3 1»5UF,B 0,9 1,1 1,3 1,5uF,B 0,9 1,1 1,3 1,5uF,B 0,9 1,1 1,3 UF,B
Рис. 6.2. Предельные прямые характеристики диодов при Г,—25 °C (!) и
Г, = Т, т (2);
а —ДЛ112-10; 6-ДЛ112-16; «-ДЛ112-25; г - ДЛ122-32; д - ДЛ122-40; е-
ДЛ132-50; ж- ДЛ132-63; Э-ДЛ132-80
118
Рис. 6.3. Зависимости допустимой амилитуды ударного иеповторяющегоси тока
IFSM от длительности импульса t, при 7} = 25 °C (/) и Г;=Г;т (2), VR = 0:
а - ДЛ112-10; 6-ДЛ112-16; «-ДЛ112-25; г-ДЛ122-32; д - ДЛ122-40; е-
ДЛ132-50; ж - ДЛ132-63; з - ДЛ132-80
119
Рис. 6.4. Зависимости допустимой ударной мощности обратных потерь Prsm
от длительности импульса тока (, синусоидальной формы при Т. = TJm
а—ДЛ112-10, ДЛ112-16, ДЛ112-25, б - ДЛ122-32, ДЛ122-40, «-ДЛ132-5О,
ДЛ132-63, ДЛ132-80
Рис. 6.5. Зависимости времени обратного восстановления trrt от скорости спада
прямого тока -dip/dt при Т} = T.m, Ur = 100 В, 1р = 1рлут
а —ДЛ112-10, ДЛ112-16, ДЛ112-25, б - ДЛ122-32, ДЛ122-40, «-ДЛ132-50,
ДЛ132-63, ДЛ132-8О
Рис. 6.6. Зависимости заряда восстановления Qrr, от скорости спада прямого
тока -dip/dt при Т. = Т.т, Ur = 100 В, IF — IpAVm
а —ДЛ112-10, ДЛ112-16, ДЛ112-25, 6-ДЛ122-32, ДЛ122-40, «-ДЛ132-50,
ДЛ132-63, ДЛ132-80
120
0,1 1 10 gj 100 WOO t,c
o' ilium i iiiiiiii ин чини iiuiiiii
0,1 1 10 100 1000 t,c
о ilium iiiiiiii ilium n|l|i|i Hi|NI
0,1 1 10 e\ 100 1000 t,C
Рис. 6.7.
121
Рис. 6.7. Переходные тепловые сопротивления переход - корпус Z^hylJC (5) и
переход — среда Z(t/,ytja при скоростях охлаждающего воздуха 0 м/с (/), 3 м/с (2),
6 м/с (3) и 12 м/с (4):
а- ДЛ112-10, б —ДЛ112-16 и «-ДЛ112-25 (охладитель 0111-60), г-
ДЛ122-32 и д — ДЛ122-40 (охладитель 0221-60), е — ДЛ132-50, ж — ДЛ132-63
и з — ДЛ 132-80 (охладитель 0231-80)
6.2. ДИОДЫ ТИПОВ ДЛ161-200, ДЛ171-320
Диоды типов ДЛ161-200 и ДЛ171-320 (ТУ 16-729.104-81) предназ-
начены для применения в электротехнических и радиоэлектронных
устройствах общего назначения в цепях постоянного и переменного
тока частотой до 500 Гц.
Диоды допускают воздействие вибрационных нагрузок в диапазо-
не частот 1 — 100 Гц с ускорением 49 м/с2, многократных ударов дли-
тельностью 2—15 мс с ускорением 147 м/с2 и одиночных ударов дли-
тельностью 50 мс с ускорением 39,2 м/с2.
Диоды имеют штыревое исполнение, при этом анодом является
медное основание, катодом — гибкий вывод
Выпускаются диоды в климатических исполнениях УХЛ и Т, кате-
гории размещения 2 по ГОСТ 15150-69 и ГОСТ 15543-70 и допускают
эксплуатацию при температуре окружающей среды от -60 до + 45 °C.
Помимо общих требований работы приборов во взрывобезопас-
ных и химически неактивных средах, в условиях, исключающих воз-
действие различных излучений (нейтронное, электронное, гамма-излу-
чение и т д.), диоды должны быть работоспособны при выпадении
инея с последующим его оттаиванием и устойчивы к воздействию
среды, зараженной плесневыми грибками.
Предельно допустимые значения параметров диодов приведены
в табл. 6.4, характеризующие параметры — в табл. 6.5,' типы рекомен-
дуемых охладителей и нагрузочная способность диодов — в табл. 6.6,
зависимости параметров от различных условий — на рис. 6.9—6.15, га-
баритные и присоединительные размеры диодов — на рис. 6.8.
122
Таб ища 6 4 Предельно допустимые значения параметров диодов
Параметр ДЛ161-200 ДЛ 171-320
Повторяющееся импульсное обратное напряже- ние Urrm* В (диапазон температур от TJmin до TJm, импульсы напряжения однополупериод- ные синусоидальные t = 10 мс, /= 50 Гц) 400- -1400
Максимально допустимый средний прямой ток lFAVm» А (Ге — 100 °C, ток однополупериодный синусоидальный, угол проводимости р = 180°, /= 50 Гц) 200 320
Действующий прямой ток Ifrms> А (/*= 50 Гц) 320 500
Ударный неповторяющийся прямой ток IpsM> кА (ток однополупериодный синусоидальный, одиночный импульс t = 10 мс, Ur = 0, Tj = 25 °C) 6,0 8,2
То же при Tj — TJm Температура перехода, °C. 5,5 7,5
максимально допустимая TJtn 140
минимально допустимая Tjmm Температура хранения, °C: 60
максимально допустимая Tstgm 60
минимально допустимая Tstgmm — 60
Крутящий момент, Н • м 50 + 5 60+ 5
Ударная мощность обратных потерь Prsm, кВт (Tj — Tjm, = 10 мкс, одиночные импульсы) 56
Параметр ДЛ 161-200 ДЛ 171-320
Таблица 6.5. Характеризующие параметры диодов
Импульсное прямое напряжение UFm, В, не 1,45
более = 25 °C, IF= 3,14 IFAVm)
Пороговое напряжение У(ТО)* В, не более 1,0
(Tj = Tj^
Дифференциальное сопротивление rj-, мОм, 0,7 | 0,5
не более (7) — 7)т)
Повторяющийся импульсный обратный ток 25
Irrm* мА» не более (7) = TJm, Ur = Urrm)
Заряд восстановления Qrr> мкКл, не более 600
(7}=7}т> 1р = 1рЛ¥т, UR=\00 В, dipidt = -5
А/мкс, > 50 мкс)
Время обратного восстановления trr, мкс, 25
не более (условия, как для Qrr) 1
Тепловое сопротивление переход-корпус Rthjc* 0,15 1 0,09
°С/Вт, ие более (постоянный ток)
Вероятность безотказной работы за 25000 ч 0,98
Масса, кг, не более 0,3 | 0,51
Таблица 6 6. Рекомендуемые охладители и нагрузочная способность диодов
Тип диода Тип охладителя IpA Рт- А, при Та = 40 °C и Rthch. °С/Вт
естественном охлаждении скорости воздуха 6 м/с
ДЛ161-200 0171-80 60 150 0,05
ДЛ 171-320 0181-110 100 220 0,03
123
Рнс. 6.8. Габаритные и установочные размеры диодов ДЛ161-200 и ДЛ171-320, мм
Размер ДЛ 161-200 ДЛ171-320 Размер ДЛ 161-200 ДЛ 171-320
D 0 35,5 045,5 о 200 + 15 250 + 10
Е 32 41 т 210,5+0’43 01О,5 + 0’43
I 85 max 110 max W М20 х 1,5 М24 х 1,5
М 20 24 Z 13 13
N 16 19
Рис. 6.9. Предельные прямые характеристики диодов при Tj — 25 °C (/) и
7} = 7)т(2):
а — ДЛ161-200, б- ДЛ171-320
Рис. 6.10. Зависимости допустимой амплитуды ударного неповторяющегося
тока IFsM от длительного импульса tt при 7J = 25 °C (/) и = 7Jm (2),
Сл=0:
Я-ДЛ161-200; б- ДЛ171-320
124
Рис. 6.11. Зависимости допустимой амилитуды ударного неповториющегоси
тока IFSM от длительности перегрузки t при Tj = 25 °C (7) и Tj = TJm (2),
UR =0,8 URRM, / = 50 Гц:
а- ДЛ161-200; 6-ДЛ171-320
Рис. 6.12. Зависимость времени обратного восстановления trr, от скорости
спада прямого тока -dtF‘dt при Tj = TJm, UR = 100 В, dF~IFAVm Дли дио-
дов ДЛ161-200 и ДЛ171-320
Рис. 6.13. Зависимость заряда восстановления Qrn от скорости спада пря-
мого тока —diF{dt при Tj = TJm, UR =100 В, IF = IFAFm для диодов ДЛ 161-200
и ДЛ171-320
Рис. 6.14. Зависимость допустимой ударной мощности обратных потерь PRsm
от длительности импульса тока I, синусоидальной формы нри Tj = 140 °C для
Рис. 6.15. Переходные тепловые сопротивления переход — корпус Z^lF>l)C (5) и пере-
ход-среда нри скоростях охлаждающего воздуха 0 м/с (7), 3 м/с (2),
6 м/с (3) и 12 м/с (4):
а —ДЛ161-200 (охладитель 0171-80), б — ДЛ171-320 (охладитель 0181-110)
125
6.3. ДИОДЫ ТИПОВ ДЛ123-320, ДД133-500
Диоды типов ДЛ123-320 и ДЛ133-500 (ТУ 16-729.220-79) предназ-
начены для применения в установках общего назначения частотой до
500 Гц.
Диоды имеют таблеточное исполнение. Анодом и катодом диодов
являются плоские основания, прн этом полярность определяется с по-
мощью символа полярности, нанесенного на корпусе диода.
Диоды допускают воздействие вибрационных нагрузок в диапазо-
не частот 1 — 100 Гц с ускорением 49 м/с2, многократных ударов дли-
тельностью 2—15 мс с ускорением 147 м/с2 и одиночных ударов дли-
тельностью 50 мс с ускорением 39,2 м/с2.
Выпускаются диоды в климатических исполнениях УХЛ и Т, кате-
гории размещения 2 по ГОСТ 15150-69 и ГОСТ 15543-70.
Высокая точность обработки контактных поверхностей прибора
и рекомендуемого охладителя обеспечивает значительное снижение
электрического и теплового сопротивлений. С этой же целью ис-
пользуются прокладки и специальные покрытия структуры.
Предельно допустимые значения параметров диодов приведены
в табл. 6.7, характеризующие параметры — в табл. 6.8, типы рекомен-
дуемых охладителей и нагрузочная способность диодов — в табл. 6.9, -
зависимости параметров от различных условий — на рис. 6.17 — 6.23,
габаритные и присоединительные размеры диодов — на рис. 6 16.
Таблица 6 7 Предельно допустимые значения параметров диодов
Параметр
ДЛ123-320 ДЛ133-5ОО
Повторяющееся импульсное обратное напряже-
ние СллЛб В (диапазон температур от Т)тт
до TJm, импульсы напряжения однополупериод-
ные синусоидальные t = 10 мс, f = 50 Гц)
Максимально допустимый средний прямой ток
1рдут, А (Гс = 100°C, ток однополупериодный
синусоидальный, угол проводимости р = 180°,
f= 50 Гц)
Действующий прямой ток Irrms^ A (f = 50 Гц)
Ударный неповторяющийся прямой ток Irsm*
кА (ток однополупериодный синусоидальный,
одиночный импульс t = 10 мс, Ur = 0, Tj = 25 °C)
То же при Tj = TJm
Температура перехода, °C:
максимально допустимая Tjm
минимально допустимая TJmln
Температура хранения, °C:
максимально допустимая Tstgm
минимально допустимая Tstgmln
Ударная мощность обратных потерь, PrsM’
кВт, (Т} = 6=Ю мкс, одиночные импульсы)
Осевое усилие сжатия, Н
400-1400
320 500
800 1320
6,0 8,0
5,5 7,5
140
-60
50
-60
56
5500 + 500
10000 ± 1000
126
Таблица 6 8. Характеризующие параметры диодов
Параметр ДЛ 123-320 ДЛ 133-500
Импульсное прямое напряжение UFm-> В, не 1,7 1,8
более (Т} = 25 °C, IF = 3,14 IpAVm) Пороговое напряжение U(TO), не более 0,9 1,05
(TJ=TjnJ Дифференциальное сопротивление г у, мОм, не 0,83 0,50
более (Tj = TJm) Повторяющийся импульсный обратный ток 2 5
Irrm* мА, не более (7} = Tjm, Ur= Urrm) Заряд восстановления Qrr, мкКл, не более 400 600
(TJ=Tjm, JF=JFAVm^ Ur=№ В, diFjdt — = — 5 А/мкс, 7, > 200 мкс) Время обратного восстановления trn мкс, не 20 25
более (условия, как для Qrr) Тепловое сопротивление переход — корпус R{hjc’ 0,08 0,045
°С/Вт, не более (постоянный ток) , Тепловое сопротивление переход — анодный вы- 0,16 0,08
вод корпуса R/hjcA’ °С/Вт, не более (постоянный ток) Тепловое сопротивление переход - катодный 0,16 0,1
вывод корпуса RtkJCK’ °С/Вт, не более (постоян- ный ток) Вероятность безотказной работы за 25000 ч 0, 57
Масса, кг, не более 0,08 0,22
Таблица 6.9, Рекомендуемые охладители и нагрузочная способность диодов
Тип диода Тип охладителя IpAVm А> ПРИ Г„ = 40°С и R-thch* °С/Вт
естественном охлаждении скорости воздуха 6 м/с
ДЛ 123-320 0123-100 100 200 0,02
ДЛ 133-500 0143-150 140 330 0,015
Рнс. 6.16. Габаритные н установочные
размеры диодов ДЛ123-320 и ДЛ133-
500, мм
Размер ДЛ 123-320 ДЛ133-5ОО
D, 019+ 1 033 + 0,2
D 042 max 0 54 max
А 14+ 1 20 + 1
di 2 отв 03,5+0,2 2 отв. 03,5+0’2
h 1,5 + 0,2 2 + 0,2
127
Рис. 6.17. Предельные прямые характеристики диодов при Tj =25 °C (I) и
Tj = T)n (2):
а - ДЛ123-320, б - ДЛ133-500
Рис. 6.18. Зависимости допустимой амплитуды ударного иеповторяюшегося тока
IfSM от длительности имнульса г, прн 7} =25 °C (7) и Tj = Tjm (2). Сд=0:
а - ДЛ123-320; 6-ДЛ133-5ОО
Рис. 6.19. Зависимости допустимой амплитуды ударного неповторяющегося
тока от длительности перегрузки t при 7, =25 °C (7) и Tj = TJm (2),
Ср =°>8 Urrm- /=50 Гц:
а - ДЛ123-320; б - ДЛ133-5ОО
128
Рис. 6.20. Зависимость времени обратного восстановления trrt от скорости
спада прямого тока — dlp/dt прн Tj = TJm, Ur —100 В, = Дли
диодов ДЛ123-320 и ДЛ133-500
Рис. 6.21. Зависимость заряда восстановления Qrft от скорости спада прямого
тока —dipjdt при Т.—Т)т, Ur —100 В, 1р = 1глУт Для Диодов ДЛ123-320
и ДЛ133-500
Рис. 6.22. Зависимость допустимой ударной
мощности обратных потерь Prsm от длитель-
ности импульса тока t, синусоидальной фор-
мы при Т. = Т)т для диодов ДЛ123-320
и ДЛ 133-500
Рис. 6.23. Переходные тепловые сопротивления переход — кориус (5)
и иереход - среда Z^fa при скоростях охлаждающего воздуха 0 м/с (/),
3 м/с (2), 6 м/с (3) и 12 м/с (4):
а - ДЛ123-320 (охладитель 0123-100); б — ДЛ133-500 (охладитель 0143-130)
6.4. ДИОДЫ ТИПОВ ВЛ10, ВЛ25, ВЛ50, ВЛ200, ВЛ320
Диоды типов ВЛ10, ВЛ25, ВЛ50, ВЛ200, ВЛ320 (ТУ 16-529.765-73)*
предназначены для применения в цепях постоянного и переменного
тока частотой до 500 Гц в электротехнических и радиоэлектрон-
ных устройствах общего назначения.
Диоды изготавливаются в штыревом исполнении с гибким ос-
новным выводом. Анодом диодов является медное основание корпуса,
катодом — основной вывод. Диоды выпускаются в климатическом ис-
полнении У, категории размещения 2 или в климатическом исполне-
нии Т, категории'размещения 3 по ГОСТ 15150-69 и ГОСТ 15543-70.
Диоды устойчивы к воздействию в эксплуатации синусоидальной
вибрации в диапазоне частот 1 — 100 Гц с ускорением 49 м/с2 и оди-
ночных ударов длительностью 50 мс с ускорением 39,2 м/с2.
Диоды могут быть применены без дополнительных мер защиты
в условиях возникновения обратных перенапряжений с определенным
значением.
Предельно допустимые значения параметров диодов приведены
в табл. 6.10, характеризующие параметры — в табл. 6.11, типы реко-
мендуемых охладителей и нагрузочная способность диодов — в табл.
6.12, зависимости параметров от различных условий — на рис.
6.25 — 6.31, габаритные и присоединительные размеры диодов — на рис.
6.24.
* В новых разработках не применять.
Таблица 6.10. Предельно допустимые значения параметров диодов
Параметр ВЛ 10 ВЛ25 ВЛ 50 ВЛ200; ВЛ320
600-1200*
Повторяющееся импульсное обратное на-
пряжение Urrm, В (диапазон температур
от Т)тт до Tjm, импульсы напряжения од-
нополупериодные синусоидальные t = 10 мс,
/= 50 Гц)
Максимально допустимый средний прямой
ток /рдит. А (Тс= 100 “С, ток однополу-
периодный синусоидальный, угол проводимо-
сти Р = 180°, /= 50 Гц)
Действующий прямой ток Irrms, = 50 Гц)
Ударный неповторяющийся прямой ток
Irsm, кА (ток однополупериодный синусои-
дальный, одиночный импульс t — 10 мс,
VR = 0, 7} = 25'’С)
То же при Tj = TJm
10 25 50
40 80
0,99 2,2
0,55 0,9 2,0
200;
320
320;
500
6,6;
7,26
6,0;
6,6
Продолжение табл. 6.10.
Параметр ВЛ10 ВЛ25 ВЛ50 ВЛ200; ВЛ320
Температура-дтерехода, °C: максимально допустимая Tjm минимально допустимая Tjmin Температура хранения, °C1 максимально допустимая Tstgm минимально допустимая Tstgmin Крутящий момент, Н • м 10 Ь 10 0 50 50 50 40 50; 60
* Для ВЛ200- 600 -1300 В.
Таблица 6.11. Характеризующие параметры диодов
Параметр ВЛ 10 ВЛ25 ВЛ 50 ВЛ200; ВЛ320
Импульсное прямое напряжение Up^ В, не более {Tj = 25 °C, 1р = 3,14 //лгт) 1,35 1,35 1,35 1,35; 1,60
Пороговое напряжение U(TO)i В, не более 0,9 0,9 0,9 0,92; 1,08
Дифференциальное сопротивление гТ, мОм, не более (7} = 7jm) 12,7 5,0 2,54 0,684; 0,50
Повторяющийся импульсный обратный ток IrrM, мА, не более (7} = 7)m, Up = UppM) 4 5 8 12; 20
Заряд восстановления Qrr, мкКл, не более IF=lFAVim {/«=100 В, diF/dt = = — 5 А/мкс, t, > 50 мкс) 40 120 270 300; 500
Время обратного восстановления trr, мкс, не более (условия, как для Qn) 7 10 15 15; 15
Тепловое сопротивление переход —корпус Rthjc* °С/Вт, не более (постоянный ток) 1,5 1,0 0,6 0,13; 0,09
Максимально допустимая энергия в состоя- нии лавинного пробоя Жл, Дж (Tj = Tjm, t( = 100 мкс, /= 0,3 Гц) 0,20 0,25 0,40 1,0; 1,0
Ударная мощность обратных потерь Prsm> кВт {Tj = Tjm, t( ~ 10 мкс, f — 0,3 Гц) 11,2 14,0 22,4 56,0; 56,0
Вероятность безотказной работы за 10000 ч 0,97
Масса, кг, не более 0,045 0,084 0,19 0,46; 0,8
5*
131
Рис» 6.24. Габаритные и установочные размеры диодов ВЛГО, ВЛ25, ВЛ50,
ВЛ200 и ВЛ320, мм
Размер ВЛ10 ВЛ25 ВЛ50 ВЛ200 ВЛ320
D 024 030,5 035,5 045,5 060
Е 22 27 32 41 55
I 45 60 65 95 120
М 10 10 14,5 24 24
N 14 16 15 15 20
о 100 + 10 125+ 12 150 + 15 250 + 25 250 + 25
т 04,3 + °’3 06,4+036 08,4+036 010,5+ 0’43 010,5+°,43
W М8 М10 М20 х 1,5 М20 х 1,5 МЗО х 1,5
Рис. 6 26. Зависимости допустимой амплитуды ударного иеповторяющегося то-
ка Ifsm от длительности импульса tt при 7} =25 °C (7) и Tj = Т.т (2),
UR=0-.
а - ВЛ10, б - ВЛ25, в - ВЛ50, г - ВЛ200, д - ВЛ320
Рис. 6.27. Зависимости времени обратного восстановления trr от скорости спада
прямого тока —dipldt нри Tj = TJm, UR = 100 В:
а-ВЛЮ, б-ВЛ 50, в —ВЛ25, г-ВЛ320, Э-ВЛ200, I - lF = 0,5 IFАvm
2 - IF= IFAVm> з - IF= 1,5 IFAVm
133
Рис. 6.28. Зависимости допустимой амплитуды ударного неповторяющегося
тока IfsM от длительности перегрузки t при 7} =25 °C (7) и 7} = Т]т (2),
С/Л=0,8 URRM, / = 50 Гц:
а - ВЛ10, б - ВЛ25, в - ВЛ50, г - ВЛ200 и ВЛ320
Рис. 6.29. Зависимости заряда восстановлеш1и Q„ от скорости спада прямого
тока —dtf/dl при Tj = Т.т, UR = 100 В:
а~ ВЛ10, 6-ВЛ25
134
Рис. 6.30. Зависимости ударной мощности
импульсов обратного тока f в
а- ВЛ10; б — ВЛ50; в - BI
обратных потерь Prsm от частоты
>и Tj = TJm, lt =200 мкс:
25; г - ВЛ200 н ВЛ320
135
Z(th)tjc,°C/BT
i,e
1,4
1,2
1,0
0,8
0,8
0,4
0,2
0 I Н1НШ
0,001 0,01
Zcthkio”6/67
0,8
0,7
0,6
0,5
Z(th)tic°c/S‘1'
1,0
0,8
0,4
0,06
0,04
0,02
0,2
0
Z(th)tjc °С/ВТ
g1g|-| I lilttjH-
- 0,1
• c 0,08
0,6
0,001 0,01 0,1 g) 1 10 ±,C
0,001 0,01 0,1 1 10 t,C
0,4
0,06
0,04
0,02
ZfthHjc °c/Bt
0,08H“H+ "
0,3
0,2
0,1
HJIIIII fll ИНИН ,l H.IIIIII 1.Ш1Ш 1111П11...1..ШШ
0,001 0,01 0,1 1 10 t,C 0,001 0,01 0,1 1 10 t,C
0
Рис. 6.31. Переходные тенловые сопротивлении переход - корпус Z(,^t.c.
а - ВЛ 10; б - ВЛ25; в - ВЛ50; г - ВЛ200; д - ВЛ320
136
Таблица б 12. Рекомендуемые охладители и нагрузочная способность диодов
Тип диода Тип охладителя Грл Vm< А, ПР“ Та = 40 °с « Rthch °С/Вт
естественном охлаждении скорости воздуха 6 м/с
ВЛ10 ОМ-001 10 — 0,05
ВЛ25 .ОМ-002 — 25 0,04
ВЛ50 ОА-049 — 50 0,03
ВЛ200 0171-80 — 160 0,02
ВЛ320 ОА-016 — 200 0,01
РАЗДЕЛ 7
ДИОДЫ БЫСТРОВОССТАНАВЛИВАЮЩИЕСЯ
(ЧАСТОТНЫЕ)
7.1. ДИОДЫ ТИПОВ ДЧ151-80, ДЧ151-100, ДЧ161-125, ДЧ161-160,
ДЧ171-250, ДЧ171-320
Диоды быстровосстанавливающиеся типов ДЧ151-80, ДЧ151-100,
ДЧ161-125, ДЧ161-160, ДЧ171-250, ДЧ171-320 (ТУ 16-729.228-79) при-
меняются в статических преобразователях электроэнергии, а также
в других цепях постоянного и переменного тока различных силовых
установок, в которых требуются в первую очередь малые времена
обратного восстановления и малые заряды восстановления.
Диоды могут также применяться в качестве обратных диодов,
включенных .встречно-параллельно к тиристорам, или в качестве дио-
дов, шунтирующих индуктивную нагрузку.
Диоды допускают эксплуатацию при температуре окружающей
среды от —60 до +45 °C, атмосферном давлении 0,085—0,105 МПа, от-
носительной влажности 98 % при 35 °C.
Климатические исполнения и категории размещения У2, ХЛ2, Т2
по ГОСТ 15150-69, ГОСТ 15543-70.
Диоды допускают воздействие синусоидальных вибраций в диапа-
зоне частот 1 — 100 Гц с ускорением 49 м/с2 и одиночных ударов дли-
тельностью 50 мс с ускорением 39,2 м/с2.
Диоды могут иметь как прямую, так и обратную полярность.
У диодов прямой полярности анодом является медное основание кор-
пуса, катодом — основной гибкий вывод. У диодов обратной полярно-
сти (в обозначении добавляется буква X) анодом является основной
гибкий вывод.
Предельно допустимые значения параметров диодов приведены
в табл. 7.1, характеризующие параметры — в табл. 7.2, типы рекомен-
дуемых охладителей и нагрузочная способность диодов — в табл. 7.3,
зависимости параметров от различных условий — на рис. 7.2 — 7.10, га-
баритные и присоединительные размеры диодов — на рис. 7.1.
137
Таблица 7.1. Предельно допустимые значении параметров диодов
Параметр ДЧ151-80; ДЧ151-100 ДЧ161-125; ДЧ161-160 ДЧ171-250; ДЧ171-320
Повторяющееся импульсное обратное напряжение Urrm, В (диапазон темпе- ратур от Tjmin до Tjmt импульсы на- пряжения однополупериодные синусои- дальные t = 10 мс, f = 50 Гн) 500-1400
Максимально допустимый средний 80; 125; 250;
Прямой TOK А (Тс^ 100 °C, ток однополупериодный синусоидальный, угол проводимости р = 180°, fГц) 100 160 320
Действующий прямой ток 1гвмъ А 126; 196; 393;
(/=50 Гц) 157 251 502
Ударный неповторяющийся прямой 2,7; 5,0; 8,8;
ток IfSM^ КА (ток однополупериодный синусоидальный, одиночный импульс t= 10 мс, С/Л = 0, Tj = 25 °C) 3,0 5,5 10,0
То же при Tj = TJm 2,4; . 4,5; 8,0;
2,7 5,0 9,0
Температура перехода, °C:
максимально допустимая 140
минимально допустимая Tjmin Температура хранения, °C. -60
Максимально допустимая Т#^ 60
минимально допустимая Tstgm(n —60
Крутящий момент, Н м 15 ± 3 30 + 6 50 ± 10
Таблица 7.2. Характеризующие параметры диодов
Параметр ДЧ151-80; ДЧ151-100 ДЧ161-125; ДЧ161-160 ДЧ171-250; ДЧ171-320
Импульсное прямое напряжение Ufm, 1,85; 1,80; 2,10;
В, не более (Tj = 25 °C, 7f=3,14 lFAVm) 1,55 1,45 1,65
Пороговое напряжение U(TOh не 1,2; 1,2; 1,2;
оолее ijm) 1,06 1,05 1,05
Дифференциальное сопротивление гу, 3,3; 1,87; 1,3;
мОм, не более (7}= 7}т) 1,7 0,86 0,65
Повторяющийся импульсный обратный 25 35 60
ток !RRM< мА, не более (Г, = Tjm, Ur = Urrm>
Заряд восстановления Qrr, мкКл, не 140 180 2Q0
более (Tj = Tj„, IF IFAym, Ur = 100 в, dip/dt = — 50 А/мкс, Z, > 200 мкс)
Время обратного восстановления trr, мкс, ие более (условия, как для Qrr) 1,6-2,5 2,0-3,2 2,5-3,2
Тепловое сопротивление переход —кор- 0,27 0,18 0,08
пус Rthjc °С/Вт, не более (постоянный ток) Вероятность безотказной работы за время 10000 ч 0,99
Масса, кг, не более 0,18 0,29 0,51
138
о
Рис. 7.1. Габаритные и установочные размеры диодов ДЧ151-80, ДЧ151-100,
ДЧ161-125, ДЧ161-160, ДЧ171-250, ДЧ171-320, мм
Раз- мер ДЧ151-80, ДЧ151-100 ДЧ161-125 ДЧ161-160 ДЧ171-251 ДЧ171-321 Раз- мер ДЧ151-80, ДЧ151-100 ДЧ161-125 ДЧ161-160 ДЧ171-250 ДЧ171-320
D 030,5 035,5 045,5 18 15 19
Е 27 32 41 о 150 + 10 200 + 10 250 ± 10
I 66 82 85 т 08,4 010,5 012,5
М 18 22 24 W М12 М16 х 1,5 М24 х 1,5
Рис. 7.2. Предельные прямые характеристики диодов при Tj = 25 °C (I) и
Гу=7}т(2);
а- ДЧ151-80; б - ДЧ151-100; в- ДЧ161-125; г-ДЧ161-160; «3-ДЧ171-250;
е — ДЧ171-320
J39
Рис. 7.3. Зависимости допустимой амплитуды ударного иеповторяющегося тока
h'SM от длительности импульса Г, при Tj = 25°C (/) и Tj = Т.т (2), UR =0:
а- ДЧ151-80, б —ДЧ151-100, «-ДЧ161-125, г-ДЧ161-160, д - ДЧ171-250,
140
Рис. 7.4. Зависимости допустимой амплитуды ударного неповторяющегося тока
Ifsm от длительности перегрузки t при Tj — 25°С (/) и Tj — Tjm (2), Ur =
= 0,8 URRM', f= 50 Гц:
а —ДЧ151-8О; б- ДЧ151-100, «-ДЧ161-125, г-ДЧ161-160; d - ДЧ171-250;
е — ДЧ 171-320
Рис. 7.5. Зависимости времени
обратного восстановления t„ от
скорости спада прямого тока
— dip! dr при Tj = Tjm, UR = 100 В:
а- ДЧ151-80, ДЧ151-100; 6-
ДЧ161-125, ДЧ161-160; в-
ДЧ171-250, ДЧ171-320; 1-IF =
= 0,5 1рдут, 2 - Ip= 1рдут; 3 —
IF= 1,5 IFA Vm
141
О 10 20 30 40 50 60-dif/dt,А/мкс 0 10 20 30 НО 50 60 -diF/dt, А/мкс
а) 6)
О 10 20 30 40 50 60 -dif/dt, А/мкс 0 10 20 30 40 50 60 - di f/dt, А/мкс
в) z)
Рис. 7.6. Зависимости заряда восстановления Q„ от скорости спада прямого
тока —dip/dt при Tj = Т]т, UF = 100 В:
а —ДЧ151-8О; 6- ДЧ151-100; в-ДЧ161-100; г-ДЧ161-160; <) - ДЧ171-250;
е-ДЧ171-320; 7-7f=0,5 2 - IF= IFAVm\ 3-IF=\,3 IfAVm
142
Рис. 7.7. Переходные тепловые сопротивления переход — корпус Z^IJC (5) я пере-
ход-среда Z(th)tja при скоростях охлаждающего воздуха 0 м/с (7), 3 м/с (2),
6 м/с (3) и 12 м/с (•/):
а —ДЧ151-8О, ДЧ151-100 (охладитель 0151-80), 6-ДЧ161-125, ДЧ161-160
(охладитель 0161-80); «-ДЧ171-250, ДЧ171-32О (охладитель 0181-110)
143
2 Ч 6 80,1 2 Ч 6to,MC
а) р
2 Ч 6 80,1 г Ч ±р,МС
Рис. 7Л.
144
Ряс. 7.8. Продолжение
145
Рис. 7.8. Зависимости допустимой амплитуды импульсов тока IFM от дли-
тельности 1? и частоты нрн Ur =0,67 l/ддду и температуре корпуса:
7^ = 80 °C: а - ДЧ151-80; 6-ДЧ151-100; мс - ДЧ161-125; з - ДЧ161-160;
и — ДЧ171-250; о - ДЧ171-32О; Тс = 100 °C: «-ДЧ151-80; г - ДЧ151-100; и-
ДЧ161-125; к - ДЧ161-160; п - ДЧ171-250; р - ДЧ171-320; Тс = 120 °C: д -
ДЧ151-80; е — ДЧ151-100; Л-ДЧ161-125; м - ДЧ161-160, С-ДЧ171-250; т-
ДЧ171-320;
1 - 630 Гц; 2 - 1000 Гц; 3 - 1600 Гц; 4 - 2500 Гц; 5 - 4000 Гц; б - 6300 Гц;
7— 10000 Гц; 8 - 16000 Гц
146
г ч в в 0,1 2 * б±р,мс
2 Ч 6 80,1 г Ч 6fp,MC
Рис. 7.9. Зависимости допустимой суммарной энергии потерь за одни импульс
Е от его длительности tp и частоты при Vr =0,67 UrrmI
а- ДЧ151-80; б - ДЧ151-100; в-ДЧ161-125; г-ДЧ161-160; д-ДЧ171-250;
е —ДЧ171-320. Суммарная энергия Е: 1 — 6 Дж; 2 — 4 Дж; 3 — 2 Дж;
4 — 1 Дж; 5 — 0,6 Дж, 6 — 0,4 Дж; 7 — 0,2 Дж; 3 — 0,1 Дж; 9 — 0,06 Дж;
10 - 0,04 Дж; 11 - 0,02 Дж; 12 - 0,01 Дж '
147
Рис. 7.10. Зависимости допустимой амплитуды импульсов тока от их
длительности tp и частоты нрн Та = 50 °C, скорости воздуха 0 м/с, VR =
= 0,67 URRM
а — ДЧ151-80 и б—ДЧ151-100 (охладитель 0151-80), в —ДЧ161-125 и г —
ДЧ161-160 (охладитель 0161-80), 0-ДЧ171-250 и е-ДЧ171-320 (охладитель
0181-110), 7 — 630 Гц, 2- 1000 Гц, 3- 1600 Гц, 4 - 2500 Гц, 5 - 4000 Гц,
6 - 6300 Гц, 7 - 10000 Гц, 8 - 16000 Гц
148
Таблица 7 3 Рекомендуемые охладители н нагрузочиаи способность диодов
Тип диода Тип охладителя IpAl'm А, При Та = 40 °C и скоро- сти воздуха 6 м/с R/hcl„ С/Вг
ДЧ151 80 ДЧ151 100 0151 80 59 73 02
ДЧ161 125 ДЧ161 160 0161 80 100 126 0 07
ДЧ171 250 ДЧ171-320 0181-110 161 202 0,05
7.2. ДИОДЫ ТИПОВ ВЧ2-160, ВЧ2-200
Диоды высокочастотные типов ВЧ2-160 и ВЧ2-200
(ТУ 1b-529 917-75)* применяются в статических преобразователях элек-
троэнергии, а также в других цепях постоянного и переменного тока
частоты 2000 Гц и выше в различных силовых установках, в которых
требуются в первую очередь малые времена обратного восстановления
И малые заряды восстановления
Диоды отличаются высокой нагрузочной способностью по току
при высоких частотах
Таблица 7 4 Предельно допустимые значении параметров диодов
Параметр ВЧ2-160 ВЧ2-200
Повторяющееся импульсное обратное напряжение 100- 1000
Urrm, В (диапазон температур от Tjm,„ до Tjm,
импульсы напряжения однополупериодные синусоидаль-
ные t = 10 мс, f= 50 Гц)
Максимально допустимый средний прямой ток 160 200
А (Тс = 100 °C, ток однополупериодный синусоидаль-
ный, угол проводимости р = 180°, f = 50 Гц)
Действующий прямой ток Irrms, A (f = 50 Гц) 251 314
Ударный неповторяющийся прямой ток IfsM> кА ЗЛ 4,5
(ток однополупериодный синусоидальный, одиночный
импульс t = 10 мс, Ur = В, Tj = 25 °C)
То же при Tj = Tjm 3,5 4,3
Температура перехода, °C
максимальна допустимая Tjm + 140
минимально допустимая Tjmm -50
Температура хранения, °C'
максимально допустимая Tstgm + 50
минимально допустимая Tsigmat >0
Крутящий момент, Н м 50+10
* В новых разработках не применять
149
23
Рис. 7.11. Габаритные установочные размеры
диодов ВЧ2-160 и ВЧ2-200
Рнс. 7.12. Предельные прямые характеристики
диодов при Tj = 25 °C (/) и Т: = Т]т (2):
а - ВЧ2-160, б- ВЧ2-200
Диоды допускают эксплуатацию при температуре окружающей
среды от -50 до +45 °C, атмосферном давлении не менее 0,085 МПа,
относительной влажности 98 % при 25 °C без конденсации влаги.
Климатические исполнения и категории размещения У2, ТЗ по
ГОСТ 15150-69 и ГОСТ 15543-70.
Диоды допускают воздействие вибрационных нагрузок в диапазо-
не частот 1 — 100 Гц с ускорением 49 м/с2 и многократных ударов
с ускорением до 147 м/с2
Таблица 7 5 Характеризующие параметры диодов
Параметр ВЧ2-160 ВЧ 2-200
Импульсное прямое напряжение UFm, В, не более (Tj = 25 °C, =3,14 IFAVm) Пороговое напряжение Ufpoj, В, не более (Tj = 7jm) Дифференциальное сопротивление гр, мОм, ие более (Tj = Tjr») Повторяющийся импульсный обратный ток /дддг, мА, не более (Tj = Tjm, UR = VRRU) Заряд восстановления Qrr, мкКл, не более (Tj = Tjm, Ip — IpA Vm< Ur = '00 dip[dt = - 50 А/мкс, t, > 300 мкс) 1,75 1,3 0,9 3 50 1,55 1,0 0,66 5 85
Время обратного восстановления trr, мкс (условия, как для Q„.) Тепловое сопротивление переход — корпус R(hjc-> °С/Вт, не более (постоянный ток) Вероятность безотказной работы за 10000 ч Масса, кг, не более 2,0-3,2 0, 0, 0, 2,5-3,2 15 97 42
150
Таблица 7 6 Рекомендуемые охладители и нагрузочная способность диодов
Тип диода Тип охладителя IpAVrm А, при То = 40°С и R-thch* °С/Вт
естественном охлаждении скорости воздуха 6 м/с
ВЧ2-160 ВЧ2-200 0171-80 54 70 117 147 0,05 0,05
Диоды имеют штыревое исполнение. Анодом диодов является ос-
нование корпуса, катодом — гибкий силовой вывод.
Предельно допустимые значения параметров диодов приведены
в табл 7.4, характеризующие параметры — в табл. 7 5, типы рекомен-
дуемых охладителей и нагрузочная способность диодов — в табл 7 б,
зависимости параметров от различных условий — на рис. 7 12 — 7.20,
габаритные и присоединительные размеры диодов — на рис. 7.11.
Рис. 7.13. Зависимости заряда восстановления Qrr от скорости спада пря-
мого тока —diFldt »fmTj = Tjm, 1/л = 100 В, IF = 1,5 IFAVm (I), lF = IFAVm (2),
IF =0,5 lFAym (3):
a - ВЧ2-160; 6 - ВЧ2-200
Рас. 7.14. Переходное тепловое сопротивление переход—корпус W
переход-среда Z(fl,)tja "Р" скоростях охлаждающего воздуха 0 м/с (/), 6 м/с (2)
и 12 м/с (3) (охладитель 0181-110) диодов ВЧ2-160 и ВЧ2-200
151
Рнс. 7.15. Зависимости дояустнмой амплитуды ударного неповторяющегося
тока IpsM от длительности нмнульса t, нри Т. =25°С (7) н Tj = Tjm (2) UR =0:
а - ВЧ2-160, б - ВЧ2-200
Рнс. 7.16. Зависимости допустимой амплитуды ударного пеповторяющегося
тока IpsM от Длительности перегрузки t при Т. = 25 °C (7) и 7} = Tjm (2),
С/л=0,8 URRM,f = W Гц:
а - ВЧ2-160, б- ВЧ2-200
Рнс. 7.17. Зависимости времени обратного восстановления t„ от скорости спада
прямого тока -dipldt при = T]m, UR = 100 В, 1р - IpAVm
а —ВЧ2-160, б — ВЧ2-200
152
Рис. 7.18. Зависимости допустимой амплитуды импульсов тока от длительности
tp и частоты при С/д =0,67 Urrm и температуре корпуса:
Гс = 40°С а- ВЧ2-160, 6-ВЧ2-200, Гс = 70°С «-ВЧ2-160, г-ВЧ2-200,
Тс= 100°С д — ВЧ2-160, е - ВЧ2-200, 2- 630 Гц, 2- 1000 Гц, 3- 1600 Гц,
4 — 2500 Гц, 5- 4000 Гц, 6- 6300 Гц, 7-10000 Гц, 8 — 16000 Гц, 9-
25000 Гц, 20- 40000 Гц
0,01 г ч в вО,1 г ч tp,MC 0,01 г ч е вО,1 ? ч +р,мс
Ряс. 7.19. Зависимости допустимой амплитуды импульсов тока от дли-
тельности tp ири температуре охлаждающей среды 40 °C, скорости охлаж-
дающего воздуха 12 м/с, Vr =0,67 t/дял/ для частоты:
1 - 630 Гц; 2 - 1000 Гц; 3 - 1600 Гц; 4 - 2500 Гц; 5 - 4000 Гц; 6 - 6300 Гц;
7-10000 Гц; 8 — 16000 Гц; 9-25000 Гц; 10 - 40000 Гц; Я-ВЧ2-160 и
б — ВЧ2-200 (охладитель 0171-80)
' — .L I IU- , Ц-1, -l-L.I , -I , |LI I I д 1'11 1-4 1-1 I Ь- — 1 ГЬ 1,,6Ы
0,01г ч ввО,12 4S81 г 4 6810 г 1р,мс 0,01г чввО,1г ч ее1 г ч евЮ г tp,MC
Рис. 7.20. Зависимости допустимой суммарной энергии потерь за одни импульс
Е от длительности tp ири Ur = 0,67 Urrm: суммарная энергия Е:
7-2 Дж; 2—1 Дж; 3-0,6 Дж; 4-0,4 Дж; 5-0,2 Дж; 6-0,1 Дж; 7-
0,06 Дж; В - 0,04 Дж; 9 - 0,02 Дж; а - ВЧ2-160; б - ВЧ2-200
154
7.3. ДИОДЫ ТИПОВ ДЧ143-800, ДЧ143-1000
Диоды типов ДЧ143-800 и ДЧ143-1000 (ТУ 16-729.228-79) приме-
няются в статических преобразователях электроэнергии, а также в дру-
гих цепях постоянного и переменного тока различных силовых устано-
вок, в которых требуются в первую очередь малые времена обратного
восстановления и малые заряды восстановления.
Диоды имеют повышенную нагрузочную способность при высо-
ких частотах (2 — 25 кГц).
Диоды допускают эксплуатацию при температуре окружающей
среды от -60 до +45°С, атмосферном давлении 0,085 — 0,105 МПа, от-
носительной влажности 98 % при, 35 °C.
Климатические исполнения и категории размещения У2, ХЛ2, Т2
по ГОСТ 16150-69 и ГОСТ 15543-70.
Диоды допускают воздействие синусоидальной выбрации в диапа-
зоне частот 1 — 100 Гц с ускорением 49 м/с2 и одиночные удары дли-
тельностью 50 мс с ускорением 39,2 м/с2.
Табчица 7 7. Предельно допустимые значения параметров диодов
Параметр
ДЧ143-800 ДЧ143-1000
Повторяющееся импульсное обратное напряже-
ние Urrm, В (диапазон температур от Tjmm
до Tjm, импульсы напряжения однополупернодные
синусоидальные / = 10 мс, f = 50 Гц)
Максимально допустимый средний прямой ток
А (7"с=100°С, ток однополупериодный
синусоидальный, угол проводимости Р = 180°,
/= 50 Гц)
Действующий прямой ток A (f = 50 Гц)
Ударный неповторяющийся прямой ток IpsM>
кА (ток однополупериодный синусоидальный,
одиночный импульс 1=10 мс, Ur = 0, Tj = 25 °C)
То же при Tj = TJm
Температура перехода, °C:
максимально допустимая Tjm
минимально допустимая Tjmm
Температура хранения, °C:
максимально допустимая Tstgm
минимально допустимая Tsigmm
Прижимное усилие, кН
600-1800
800 1000
1250 1570
12 14,5
175
-60
60
-60
13 ± 0,2
Диоды выпускаются в таблеточном исполнении. Анодом и като-
дом служат плоские основания. Полярность диодов различается с по-
мощью символа полярности, нанесенного на бирке, крепящейся
к корпусу.
Предельно допустимые значения параметров диодов приведены
в табл. 7.7, характеризующие параметры — в табл. 7.8, типы рекомен-
дуемых охладителей и нагрузочная способность диодов — в табл. 7.9,
габаритные и присоединительные размеры диодов — на рис. 7.21.
155
Таблица 7 8 Характеризующие параметры диодов
Параметр ДЧ 143-800 ДЧ 143-1000
Импульсное прямое напряжение UFM> В» не более (Тд = 25 °C, Zf= 3,141 IFAym) 3,0 2,3
Пороговое напряжение U(TO)> В, не более (Tj = Tjm) 1,4 1,2
Дифференциальное сопротивление rF, мОм, не более (Т} = TJm) 0,71 0,39
Повторяющийся импульсный обратный ток Irrm* мА» не более (Tj = Tjm, Ur= Urrm) 40
Заряд восстановления Qrr, мкКл, не более (2} = Tjm< h^tFAVm’ 17л=100 В, dipldt = = —100 А/мкс, Z, = 200 мкс) 700 950
Время обратного восстановления trr, мкс, не более (условия, как для Qrr) 4, 5 5
Тепловое сопротивление переход-корпус Rthjc, °С/Вт, не более (постоянный ток) 0,035
Вероятность безотказной работы за 10000 ч 0,95
Масса, кг, не более 0,25
Таблица 7 9 Рекомендуемые охладители и нагрузочная способность диодов
Тип диода Тип охладителя IfA Vm> А, при Та = 40°С и скорости воздуха 6 м/с Rthch, °С/Вт
' ДЧ 143-800 0343-150 288 0,02
ДЧ143-1000 356 0,02
0 58+1’9
Рис. 7.21. Габаритные н установочные размеры диодов ДЧ143-800 н ДЧ143-1000
РАЗДЕЛ 8
ДИОДЫ АВТОТРАКТОРНЫЕ ТИПОВ Д104-10,
Д104-16, Д104-20, Д204-10, Д204-16, Д204-20
Диоды автотракторные типов Д104-10, Д104-16, Д104-20, Д204-10,
Д204-16, Д204-20 (ТУ 16-529 216-81) применяются в цепях постоянного
и переменного тока частотой до 1300 Гц различных установок подвиж-
ного транспорта и выпускаются с паяным полупроводниковым элемен-
том в цилиндрическом корпусе с рифленой поверхностью для запрес-
совки в теплоотвод Внешний вывод может быть гибким и жестким
Структура условного обозначения:
^сро j-tpx-cp [р-0 .2
Диод
Порядковый номер моди-
фикации диода
Кодированный конструктивный
признак
Конструктивное исполнение
корпуса прибора
Средний прямой ток, А
Знак обратной полярности
Класс
Пределы по импульсному
прямому напряжению
---Климатическое исполнение
—Категория размещения
157
Диоды допускают эксплуатацию при температуре окружающей
среды от -50 до +80 °C, атмосферном давлении (нижнее значение)
0,07 МПа, относительной влажности 98 % при 35 °C.
Климатическое исполнение и категория размещения 02 по ГОСТ
15150-69, ГОСТ 15543-70.
Диоды допускают эксплуатацию при более высоких температурах
с соответствующим снижением тока нагрузки.
Диоды допускают воздействие вибрационных нагрузок в диапазо-
не частот от 10 до 2000 Гц с ускорением 245 м/с2 в течение 16 ч
и многократные удары частотой 20 — 80 ударов в минуту (общее коли-
чество ударов 10000) с ускорением 292 м/с2.
Диоды могут иметь как прямую, так и обратную полярность. При
этом расположение анода и катода определяется следующим образом.
Диоды прямой полярности маркируются красным цветом, при этом
катодом являются корпус диода, анодом — вывод. Диоды обратной
полярности маркируются черным цветом, при этом катодом является
вывод диода, анодом — корпус, а к обозначению типа диода доба-
вляется буква X.
Предельно допустимые значения параметров диодов приведены
в табл. 8.1, характеризующие параметры — в табл. 8.2, зависимости
параметров от различных условий — на рис. 8.3 —8.7, габаритные
и присоединительные размеры диодов — на рис. 8.1 и 8.2.
Таблица 8 1 Предельно допустимые значения параметров диодов
Параметр Д104-10; Д204-10 Д104-16; Д204-16 Д104-20; Д204-20
Повторяющееся импульсное обратное на- пряжение В (диапазон температур от Tjmm до TJm, импульсы напряжения одио- полупериодные синусоидальные t = 10 мс, /= 50 Гц) Максимально допустимый средний прямой ток lFAVm’ А(Гс=160°С, ток однополупе- риодный синусоидальный, угол проводимо- сти Р = 180°, /= 50 Гц) Действующий прямой ток 1frmS< (Г = 50 Гц) Ударный неповторяющийся прямой ток IpSM* А (ток однополупериодный синусои- дальный, одиночный импульс t = 10 мс, UR = 0, Tj = 25 °C) То же при Tj = Tjm Температура перехода, °C: максимально допустимая Tjm минимально допустимая Т)ти Температура хранения, °C: максимально допустимая минимально допустимая Tstgmm Усилие запрессовки, Н Усилие выпрессовки, Н 100 10 15,7 210 160 100 16 25,1 340 260 + 175 -50 +45 -50 5000 600 200 20 (25 при 150 °C) 31,4 400 300
158
Таблица 8.2. Характеризующие параметры диодов
Параметр
Д104-10; Д104-16; Д104-20;
Д204Л0 Д204-16 Д204-20
Импульсное прямое напряжение Ufm> В,
не более (Т} = 25 °C, If = 3,14 iFAVm)
Пороговое напряжение U(TO)> В» не более
(Tj = Tjm)
Дифференциальное сопротивление мОм,
не более (7} = Tjm)
Повторяющийся импульсный обратный ток
Irrm, мА, не более (7} = Tjm, UR = URRM)
Тепловое сопротивление переход —корпус
Rthjc, С/Вт, не более (постоянный ток)
Вероятность безотказной работы за 1000 ч
Масса, кг, не более
1,4
0,88
14,44 9,68
10 8
2,2 1,5
0,998
0,0113
7,48
5
1,1
Рис. 8.1. Габаритные и установочные размеры диодов:
а —Д104-10, Д104-16, Д104-20, 6-Д204-10, Д204-16, Д204-20
Направление
12,66+0,'12
Рис. 8.2. Схема запрессовки диодов в теплоотводы:
а — из сплава АЛ-9; б — из АД1-М
Т59
Рис. 8.3. Предельные прямые характеристики диодов при 7} = 25 °C (7) и
Tj = Tjm (2):
а- Д104-10, Д204-10 ; 6-Д104-16, Д204-16; в - Д104-20, Д204-20
Рис. 8.4. Зависимости допустимой амплитуды ударного неповторяющегося тока
hsM от длительности импульса Г, при 7^ =25° (7) и 7} = 7^, (2), 1/д=0:
а —Д104-10, Д204-10; б - Д104-16, Д204-16; «-Д104-20. Д204-20
Рис. 8.5. Зависимости допустимой амплитуды ударного неповторяющегося тока'
IpSM от длительности импульса <( при 7} = 25 °C (7) и 7} = Tjm (2), Up = 0,8
URRM'
а —Д104-10, Д204-10; 6-Д104-16, Д204-16; в - Д104-20, Д204-20
Рис. 8.6. Переходное тепловое
сопротивление переход—среда
Z(^) tja при естественном
охлаждении с теплоотводом,
выполненным из алюминия
марки АД1-М (см. рис. 8.2):
7 — Д104-10, Д204-10 ; 2-
Д104-16; Д204-16; 3-
Д104-20, Д204-20
160
Рис. 8.7. Зависимости допустимой амплитуды ударного иеповторяющегося
тока Ifsm от длительности перегрузки t при 7^=25СС (/) и Tj = Tjm (2),
VR =0,8 и RRM-.
а — Д104-10, Д204-10; 6-Д104-16, Д204-16; в-Д104-20, Д204-20.
РАЗДЕЛ 9
ДИОДЫ ДЛЯ БЕСЩЕТОЧНЫХ СИСТЕМ
ВОЗБУЖДЕНИЯ ТУРБОГЕНЕРАТОРОВ
ТИПОВ В6-200, В2-500
Диоды типов В6-200 и В2-500 (ТУ 16-529.771-73) предназначены
для применения во вращающихся выпрямителях переменного тока ча-
стотой до 500 Гц систем бесщеточного возбуждения синхронных дви-
гателей, компенсаторов и генераторов.'
Диоды могут работать в условиях следующих механических воз-
действий: ударных сотрясений с ускорением до 147 м/с2 и длительных
Таблица 9.1. Предельно допустимые значения параметров диодов
Параметр В6-200 В2-500
Повторяющееся импульсное обратное напря- жение URRm, В (диапазон температур от Tjmi„ до Tjm, импульсы напряжения однополупериод- ные синусоидальные t = 10 мс, f = 50 Гц) 400-1600 1000-3000
Максимально допустимый средний прямой ток А (Тс = 100 °C, ток однополупериодный синусоидальный, угол проводимости ₽ = 180°, /=50 Гц) 200 500
Действующий прямой ток IpRMS< &(f = 50 Гц) 314 785
Ударный неповторяющийся прямой ток кА (ток однополупериодный синусоидальный, одиночный импульс t = 10 мс, UR = 0, 7) = 25 °C) 6,6 7,7
То же при Tj = Tjm Температура перехода, °C: 6,0 7,0
максимально допустимая Tjm 140
минимально допустимая Tjmirl Температура хранения, °C: — 50
максимально допустимая Tslgm 60
минимально допустимая Tstgmjn — 50
Крутящий момент болтов, Н • м 15 + 2
6 О. Г Чебовскнй и др.
161
Таблица 9.2. Характеризующие параметры диодов
Параметр В6-200 В2-500
Импульсное прямое напряжение UFm> В, не 1,35 1,8
более (7} = 25 °C, IF = 3,14IFA Vm) Пороговое напряжение tZ/po), В, не более 0,92 1,06
Дифференциальное сопротивление rFl мОм, 0,95 0,48
не более (Tj == Tjm) Повторяющийся импульсный обратный ток 8 20
Irrm, мА, не более (7} = Tjm, UR = Urrm) Заряд обратного восстановления Q„, мкКл (ти- 250 600
личное значение) (7} = 7}_, = IFAVm, UR = 100 В, dipldt = —5 А/мкс, t, > 200 мкс; Время обратного восстановления tr„ мкс, 15 20
не более (условия, как для Qrr) А Тепловое сопротивление переход — корпус Rfhjc 0,13 0,075
°С/Вт, не более (постоянный ток) Масса, -кг 0,29 ±0,015 0,47 ± 0,025
вибраций в диапазоне частот 1 — 100 Гц с ускорением до 49 м/с2; дли-
тельных центробежных ускорений до 49000 м/с2 и кратковременных
(до 5 мин) до 68 600 м/с2, действующих вдоль оси диода в сторону ос-
нования; длительных центробежных ускорений до 9800 м/с2 и кратко-
временных (до 5 мин) до 14700 м/с2, действующих перпендикулярно
оси симметрии.
Диоды В6-200 имеют конструкцию основания с фланцевым кре-
плением, В2-500 — с плоским основанием с отверстиями для болтов,
крепящих диод к охладителю. Диоды изготовляются прямой и обрат-
ной полярности. Полярность указана на корпусе прибора.
Предельно допустимые значения параметров диодов приведены
в табл. 9.1, характеризующие параметры — в табл. 9.2, зависимости
параметров от различных условий — иа рис. 9.2 —9.7, габаритные
и присоединительные размеры диодон — на рис. 9.1.
Рис. 9.1. Габаритные и установочные
размеры диодов:
а - В6-200; б - В2-500
162
Рис. 9.2. Предельные прямые характеристики диодов при Т} = 25 °C (/) я
Tj = T}m (2) '.
а - В6-200; б - В2-500
Рис. 9.3. Зависимости допустимой амплитуды ударного иеповторяющегоси тока
от длительности импульса t(- при Т, = 25 °C (I) н Т. = Т-т (2), UR = 0:
а - В6-200; б - В2-500
Рис. 9.4. Переходное тепловое сопротивление переход—корпус Z^tk'-
а - В6-200; б - В2-500
6*
163
Рис. 9.6. Зависимости зарида восстановления Qrr от скорости спада прямого
тока —dipldt ири Tj = Tjm, Ur = 100 В:
а — В6-200; 6-В2-500; 1 - IF= 100 A, 2-/F=200 A; 3-/F= 300 А; 4-
164
РАЗДЕЛ 10
ДИОДНЫЕ ЛАВИННЫЕ СТОЛБЫ ТИПОВ
СДЛ 0,4-750, СДЛ 0,4-1250, СДЛ 0,4-1500, СДЛ2-100.
2СДЛ2-100, 5СДЛ2-100, 7СДЛ2-100, 10СДЛ2-100,
12СДЛ2-100, 15СДЛ2-100
Диодные лавинные столбы типов СДЛ 0,4-750, СДЛ 0,4-1250,
СДЛ 0,4-1500, СДЛ2-100, 2СДЛ2-100, 5СДЛ2-100, 7СДЛ2-100,
10СДЛ2-100, 12СДЛ2-100 и 15СДЛ2-100 (ТУ 16-729.072-82) применяют-
ся в цепях постоянного н переменного тока частотой до 500 Гц раз-
личных установок (например, в рентгеновских генераторах, фильтрах
электрогазоочистки, электрогидравлических установках и др.).
Структура условного обозначения:
* Только для многосекционных столбов.
Рис. 9.7. Зависимости допустимой амплитуды ударного неповторягащегося тока
^SM от Длительности перегрузки t при 7J = 25°C (1) и ту=тт (2), UR = 0,8
VRRM- / = 50 Гц:
а - В6-200; б - В2-500
165
Столбы СДЛ0,4 допускают эксплуатацию при температуре окру-
жающего воздуха от —40 до +45 °C, атмосферном давлении до
0,085 МПа, относительной влажности 98% при 35 °C.
Столбы типа СДЛ2-100 и собранные из них многосекционные
столбы 2СДЛ2-100, 5СДЛ2-100, 7СДЛ2-100, 10СДЛ2-100, 12СДЛ2-100
и 15СДЛ2-100 допускают работу при естественном воздушном охла-
ждении, температуре воздуха не более 45 °C и относительной влажно-
сти не более 65 %.
Рабочая среда — трансформаторное масло или элегаз при давле-
нии до 0,35 МПа. Климатическое исполнение О, категория размеще-
ния 4 по ГОСТ 15150-69. По прочности и устойчивости к воздействию
в эксплуатации механических нагрузок столбы соответствуют группе
М27 условий эксплуатации ГОСТ 17516-72.
Положения анода и катода столбов различаются с помощью сим-
вола, нанесенного на корпусе.
Крепление столбов СДЛ 0,4 осуществляется с помощью винтов,
ввинчиваемых в резьбовые отверстия в торцах. Столбы СДЛ2-100
и собранные из них многосекционные столбы крепятся с помощью
Таблица 101 Предельно допустимые значения параметров диодных столбов
Параметр СДЛ 0,4-750 СДЛ 0,4-1250 СДЛ 0,4-1500
Повторяющееся импульсное об- ратное напряжение Urrm> кВ (диа- пазон температур от TjmM до 75 125 150
импульсы напряжения однополупе- риодные синусоидальные t = 10 мс, /= 50 Гц)* Максимально допустимый сред- ний прямой ТОК IfAVnn А (Та — — 45 °C, ток однополупериодный си- нусоидальный, угол проводимости р= 180 о, /= 50 Гц) 0,4 -
Действующий прямой ток Ifums, 0,63
A (f= 50 Гц) Ударный неповторяющийся пря- мой ток Ifsm* А (ток однополу- периодный синусоидальный, о ди- 60
ночный импульс t = 10 мс, Ur = 0, Tj = 25 °C)
То же при Tj = T]m 50
Ударная мощность обратных по- 100 155 175
терь PRSM, кВт (Tj = Tjm, t, = 10 мкс, форма тока синусоидальная)
Температура перехода, °C: максимально допустимая Tjm 125
минимально допустимая Tjmm -40
* Обратное напряжение пробоя Цдд) = 1,33 1/ддд/.
166
болта, изготовленного из электроизоляционного материала и проходя-
щего через центральное отверстие столба.
Предельно допустимые значения параметров столбов приведены
в табл. 10.1 и 10.2, характеризующие параметры — в табл. 10.3 и 10.4,
зависимости параметров от различных условий — на рис. 10.2—10.10*.
Габаритные и присоединительные размеры столбов — на рис. 10 1.
* Зависимости приведены для односекционных столбов и в качестве приме-
ра для многосекцнонного столба 7СДЛ2-100 (для других наборов могут быть
рассчитаны)
Таблица 10 2 Предельно допустимые значения параметров диодных столбов
Параметр СДЛ2-100; 2СДЛ2-100 5СДЛ2-100; 7СДЛ2-100 10СДЛ2-100; 12СДЛ2-100 15СДЛ2-1ОО
Повторяющееся импуль- сное обратное напряжение Urrm-> кВ (диапазон тем- ператур от T]mm до Т]т, импульсы напряжения од- нополупериодные синусои- дальные, t = 10 мс, f— == 50 Гц)* Ю; 20 50, 70 100; 120 150
Максимально допусти-
мый средний прямой ток
tpAVnu А = 45 °C, ток
однополупериодный сину-
соидальный, угол прово-
димости Р = 180°,/= 50 Гц)
Действующий прямой
ток 1FА (/ = 50 Гц,
Та = 45 °C)
Ударный неповторяю-
щийся прямой ток IpSM’
А (ток однополупериодный
синусоидальный, одиноч-
ный импульс Г, = 10 мс,
UR = 0, 7) = 25 °C)
То же при Г) —
Ударная мощность об-
ратных потерь Prsm> кВт
(Tj = TJm, t, = 10 мкс, фор-
ма тока синусоидальная)
2
3,14
240
200
60; 300; 600; 900
120 420 720
Температура перехода,
°C-
максимально допустимая
Л»
минимально допустимая
Т
*jmin \
140
-40
* Обратное напряжение пробоя С/(вд) = 1,33 С7/ц{л/.
167
Таблица 10 3 Характеризующие параметры диодных столбов
Параметр СДЛ 0,4-750 СДЛ 0,4-1250 СДЛ 0,4-1500
Импульсное прямое напряже- ние. В, не более (Tj = 25 °C, /р = 3,14 /f-АГт) 78 121 137
Пороговое напряжение U(TO)> ®» не более (Tj = TJtn) 48 70 77
Дифференциальное сопротивление гр, Ом, не более Повторяющийся импульсный об- ратный ток Irrm, мА, не более Ц/ = Ur = Urrm) 19 32 0,5 40
Тепловое сопротивление пере- ход-среда Rthja. °С/Вт, не более (постоянный ток) 2,6 1,7 1,5
Вероятность безотказной работы за 1000 ч 0,951 . 0,943 0,935
Масса, кг, не более 0,105 0,145 0,160
Таблица 10.4. Характеризующие параметры диодных столбов
Параметр СДЛ2-100, 2СДЛ2-100 5СДЛ2-100; 7СДЛ2-100 10СДЛ2-100; 12СДЛ2-100 15СДЛ2-100
Импульсное прямое на- 12; 60; 120; 180
пряжение Vrm. В, не бо- лее (Tj = 25 °C, IF = 24 84 144
= ЗАИрлУт)
Пороговое напряжение 7; 35; 70; 105
ЦгО)> В, не более (Tj = = 7>„) 14 49 84
Дифференциальное со- 0,63, 3,15; 6,3; 9,45
противление Ом, не более (Tj - Tjm) 1,26 4,4 7,56 —
Повторяющийся импуль- сный обратный ток /ддд/, мА, не более (Tj = Т]т, иК = URRM) 1,5
Тепловое сопротивление 4,5; 0,9; 0,5, 0,3
переход - среда Rlhja, °С/Вт, не более (постоян- ный ток) 2,3 0,7 0,4
Вероятность безотказной 0,994; 0,972; 0,943, 0,920
работы за 1000 ч 0,988 0,961 0,931
Масса, кг, ие более 0,28; 1,89; 3,69; 5,48
0,85 2,62 4,47
168
Рис. 10.1. Габаритные и установочные размеры диодных столбов, мм:
а-СДЛ 0,4-750, СДЛ 0,4-1250, СДЛ 0,4-1500; б-СДЛ 2-100; в-2СДЛ2-100,
5СДЛ2-100, 7СДЛ2-100, 10СДЛ2-100, 12СДЛ2-100, 15СДЛ2-100
Тип диодного столба L+ 3 L± 5 L+ 5
СДЛ 0,4-750 145 — —
СДЛ 0,4-1250 200 — —
СДЛ 0,4-1500 225 — —
2СДЛ2-100 — 126 56
5СДЛ2-100 — 228 158
7СДЛ2-100 — 296 226
10СДЛ2-100 — 398 328
12СДЛ2-100 — 466 396
15СДЛ2-100 — 568 498
169
Рис. 10.2. Предельные прямые характеристики при Tj = 25 °C (/) и Tj = TJm (2):
я-СДЛ 0,4-750, б-СДЛ 0,4-1250; «- СДЛ 0,4-1500; г-СДЛ2-100;
д - 7СДЛ2-1ОО
170
Рис. 10.4. Зависимости максимального дифференциального сопротивления гг в
состоянии лавинного пробоя от обратного тока Irrm при Tj — TJm
а-СДЛ 0,4-750 (7), СДЛ 0,4-1250 (2), СДЛ 0,4-1500 (3), 6-СДЛ2-100;
в - 7СДЛ2-100
Рис. 10.5. Зависимости максимально допустимого среднего прямого тока Ipjv
от температуры охлаждающей среды Та при различных углах проводимости Р дли
токов синусоидальной формы:
а - СДЛ 0,4; б - СДЛ2-100
Рис. 10.6. Зависимости максимально допустимого среднего прямого тока 1рду ог
температуры охлаждающей среды Та ири различных углах проводимости Р дли
токов прямоугольной формы и постоянного тока:
а - СДЛ 0,4; б - СДЛ2-100
171
допустимой амплитуды
Рис. 10.7. Зависимости
повторяющегося прямого
максимально
тока 1р$м синусоидальной формы от
импульса перегрузки t, при:
а - СДЛ 0,4; б - СДЛ2-100; 1 - Т, = 25 °C, UR = 0; 2 - Т. =
3 ~ — - ----- —
ударного ме-
длительности
Tj = 25 °C, UR = 0,8 U(BRy, 4-Tj= Tjm, VR = 0,8 V(BR)
1/Л = 0;
Рис. 10.8. Переходное тепловое со-
противление переход—среда Zj^jy,,
(охлаждающая среда — трансфор-
маторное масло):
а ~ СДЛ 0,4-750; б - СДЛ 0,4-1250;
в-СДЛ 0,4-1500; г-СДЛ2-100;
д - 7СДЛ2-100
172
Рнс. 10.9. Зависимости ударной мощности обратных потерь Prsm от' дли-
тельиости единичных импульсов тока синусоидальной формы Г, при — 25 °C
(/) и = (2):
а - СДЛ 0,4-750; б - СДЛ 0,4-1250; в-СДЛ 0,4-1500; г-СДЛ2-100;
д - 7СДЛ2-100
Рис. 10.10. Зависимости удар-
ной мощности обратных потерь
Prsm от частоты f импульсов
перенапряжения синусоидальной
формы при Tj = Tjm, tt = 10 мкс:
а - СДЛ 0,4-750; б - СДЛ
0,4-1250; s-СДЛ 0,4-1500; г-
СДЛ2-100; д - 7СДЛ2-100
173
ЧАСТЬ ТРЕТЬЯ
СПРАВОЧНЫЕ ДАННЫЕ ПО СИЛОВЫМ
ТИРИСТОРАМ
Силовые полупроводниковые тиристоры предназначены для при-
менения в выпрямителях, инверторах, импульсных регуляторах, пре-
образователях постоянного и переменного тока, системах возбуждения
генераторов и других цепях постоянного и переменного тока.
Условное обозначение тиристора по прежней системе расши-
фровывается следующим образом:
т ср ср ср ср ср qj ср ср
Буква, означающая 'тирис-
тор"
Буква,' означающая вид
тиристора (Л-лавинный,
С-симметричный, И—им-
пульсный и др.)
Номер конструктивного ис-
полнения (для первого кон-
структивного исполнения
цифра 1 не указывается)
Предельный ток в амперах
Класс по повторяющемуся
напряжению
Группа по критической ско-
рости нарастания напряжения
Группа по времени выклю-
чения
Группа по критической ско-
рости нарастания тока
—Прямое падение напряжения
(указывается в технически
обоснованных случаях)
Расшифровка условного обозначения по новой системе:
174
т
L
Тиристор
Буква, означающая вид ти-
ристора (Б—быстродействую-
щий, С—симметричный, Ч—
быстровыключающийся и др.)
Порядковый номер модифи-
кации
Обозначение типоразмера
(размер шестигранника 'под
ключ" или диаметр корпуса)
(табл.1.2)
Обозначение конструктивно-
го исполнения корпуса
(табл. 1.3)
Средний (действующий для
симметричных тиристоров)
ток в открытом состоянии, А
Класс
Группа по критической ско-
рости нарастания напряжения
в закрытом состоянии (кроме
тиристоров, проводящих в об-
ратном направлении)
Группа по времени выклю-
чения (кроме тиристоров и
быстровключаюшихся тиристо-
ров)
Группа по времени включе-
ния (только для быстровклю-
чающихся тиристоров)
Группа по критической ско-
рости нарастания коммута-
ционного напряжения (для
симметричных тиристоров и
проводящих в обратном на-
правлении)
Пределы импульсного напря-
жения в открытом состоянии
(в технически обоснованных
случаях)
— Климатическое исполнение
и категория размещения
175
РАЗДЕЛ 11
ТИРИСТОРЫ (НИЗКОЧАСТОТНЫЕ)
Силовые полупроводниковые приборы — тиристоры, представ-
ленные в ч. 3, по своему назначению и диапазону применения
делятся на низкочастотные (общего назначения, симметричные, ла-
винные, оптронные), частотные (быстродействующие, быстровЫклю-
чающиеся, быстровключающиеся, быстродействующие комбинирован-
но выключаемые, тиристоры-диоды) и тиристоры роторные для
бесщеточных систем возбуждения генераторов.
В зависимости от типа прибора тиристоры могут применяться
в широтно-импульсных системах пуска и регулирования скорости
городского электроподвижного состава, в автономных инверторах
напряжения преобразователей частоты, для работы в бесконтактной
коммутационной и регулирующей аппаратуре, фазорегуляторах, сва-
рочном оборудовании, для комплектования преобразовательных уст-
ройств линий электропередачи постоянного тока, в электротехниче-
ских и радиоэлектронных устройствах, бытовой технике.
11.1. ТИРИСТОРЫ ТИПОВ Т112-10, Т112-16, Т122-20, Т122-25,
Т132-40, Т132-50, Т142-63, Т142-80, Т132-16, Т132-25, Т142-32, Т142-40,
Т142-50, Т152-63, Т152-80
Тиристоры типов Т112-10, Т112-16, Т122-20, Т122-25, Т132-40,
Т132-50, Т142-63, Т142-80, Т132-16, Т132-25, Т142-32, Т142-40, Т142-50,
Т152-63, Т152-8О (ТУ 16-729.226-79) предназначены для работы в си-
ловых цепях постоянного и переменного тока и могут применяться
в различных преобразователях электроэнергии.
Тиристоры допускают эксплуатацию при температуре окружаю-
щей среды от -50 (-60 для исполнения УХЛ) до +45 °C, атмосферном
давлении 0,085 — 0,105 МПа, относительной влажности воздуха 98 %
при 35 °C.
Климатические исполнения и категории размещения У2, ОМ2,
УХЛ2, ТЗ по ГОСТ 15150-69 и ГОСТ 15543-70.
Тиристоры допускают воздействие синусоидальной выбрации
в диапазоне частот 1 — 100 Гц с ускорением 49 м/с2, однократные
удары длительностью 50 мс с ускорением 39,2 м/с2 и многократные
удары длительностью 2 — 15 мс с ускорением 147 м/с2.
Тиристоры выпускаются в штыревом исполнении с жестким ос-
новным .выводом и имеют прямую полярность. При этом анодом
является основание корпуса, катодом — жесткий основной вывод.
Предельно допустимые значения параметров тиристоров приве-
дены в табл. 11.1, 11.4, характеризующие параметры — в табл. 11.2,
11.5, типы рекомендуемых охладителей и нагрузочная способность ти-
ристоров — в табл. 11.3, 11.6, зависимости параметров от различных
условий *- на рис. 11.2 —11.9 и 11.11 — 11.18, габаритные и присоедини-
тельные размеры тиристоров — на рис. 11.1, 11.10.
176
Таблица 11.1. Предельно допустимые значения параметров тиристоров
Параметр Т112-10; Т112-16 Т122-20, Т122-25 Т132-40; Т132-50 Т142-63; Т142-80
Повторяющееся импульсное на-
пряжение в закрытом состоянии
Udrm и повторяющееся импульс-
ное обратное напряжение Ujum/,
В (диапазон температур от Tjmin
до Tjmi импульсы напряжения од-
нополупериодные синусоидальные,
t = 10 мс, f = 50 Гц, цепь управле-
ния разомкнута)
Максимально допустимый сред-
ний ток в открытом состоянии
А = 85 °C, ток одно-
полупернодный синусоидальный,
угол проводимости Р=180°, /=
= 50 Гц)
Действующий ток в открытом
состоянии IjrmS* А (/=50 Гц)
Ударный неповторяющийся ток
в открытом состоянии Itsm* кА (ток
однополупериодный синусоидаль-
ный, одиночный импульс tt = 10 мс,
= режим в цепи управления*
длительность фронта импульса до
1 мкс, UK > 10 В, внутреннее сопро-
тивление источника управления
100 Ом, tG>50 мкс, Tj = 25 °C)
То же при Tj = Tjm
Критическая скорость нараста-
ния тока в Открытом состоянии
(diT/df)cnl, А/мкс (Tj = TJm, UD =
= 0,67 UDRM, IT<2 ItaVm, f=
= 1—5 Гц, длительность воздей-
ствия 10 с, параметры источника
управления, как для Itsm)
Средняя мощность потерь на
управляющем электроде PGav* Вт
(Tj = TJm)
Температура перехода, °C*
максимально допустимая Tjm
минимально допустимая Tjmm
Температура хранения, °C:
максимально допустимая Tstgm
минимально допустимая Tstgmia
Крутящий момент, Н • м
100- 1200
Ю; 20; 40; 63,
16 25 50 80
15,7, 31,4; 62,8; 98,9;
25,1 39,2 78,5 125,6
0,16, 0,33; 0,82; 1,30;
0,22 0,38 0,90 1,50
0,15; 0,30; 0,75; 1,20,
0,20 0,35 0,80 1,35
100
См. рис 11 5
125
50
50
50
0,8 + 0,08 1,0 + 0,1 3,2+ 0,3 5,6 + 0,5
177
При монтаже тиристоров категорически запрещается превышать
растягивающие усилия, прикладываемые к изолированным выводам,
а также максимально допустимые значения закручивающего мо-
мента, прикладываемого к шестиграннику. Эти значения указаны
в справочных данных на каждый тип прибора.
По сравнению с ранее выпускавшимися приборами (серии Т)
данная серия (Т112, Т122, Т132, Т142 и Т152) выполнена в унифи-
цированных корпусах, обладает пониженным импульсным напряже-
нием в открытом состоянии, что позволяет значительно экономить
электроэнергию.
Таблица 11.2. Характеризующее параметры тиристоров
Параметр Т112-10; Т112-16 Т122-20, Т122-25 Т132-40; Т132-5О Т142-63, Т142-80
Импульсное напряжение в откры- 1,85; 1,75; 1,75; 1,65;
том состоянии (/рд/, В, не более (Tj = 25 °C, 7Г=3,14/Глит) 1,80 1,75 1,75 1,65
Пороговое напряжение Ut(TOJ> 1,25; 1,15; 1,05; 0,95;
В, не более (Tj — TJm) 1,20 1,10 1,03 0,93
Дифференциальное сопротивление 29,3; 17,2; 5,6; 4,1;
в открытом состоянии гт, мОм, не более (Tj = TJm) 11,9 10,9 4,6 3,3
Повторяющийся импульсный ток 2,5, 3,0; 5,0; 6,0;
в закрытом состоянии Iqrm и повторяющийся мпульсный обрат- ный Ток Irrm, мА, не более (Tj = Tjm, UD = VDRM, Vr = Urkm) 3,0 • 3,0 6,0 6,0
Ток включения /р, мА, не более (Tj — 2S°C, С/р = 12 В; режим в цепи управления: форма напряжения тра- пецеидальная, 1g = 50 мкс, дли- тельность фронта 1 мкс, 1/х = = 10 В, внутреннее сопротивление источника 30 Ом) 100 130 150 210
Ток удержания /#, мА, не бо- лее (Tj = 25 °C, Ud = 12 В, цепь управления разомкнута) Отпирающее напряжение управ- ления Ugt> В, не более (t/p = 12 В, ток управления постоянный, сопро- тивление цепи тока в открытом состоянии 30 Ом): 70 80 90 120
Т — Т Jj Jjmin 7,5 7,5 9,0 ю,о,
Tj = 25 °C Неотпирающее напряжение управ- ления 1/(ур, В, не менее (Tj = 7jm, Uо — 0,67 Ujjrm, напряжение источ- ника управления постоянное) Отпирающий ток управления Iqj, А, не более (условия, как для Ugt)'- 3,0 3,0 0 3,5 3 4,0
т = т Jj *jnun 0,12 0,14 0,30 0,35
Tj = 25 "С 0,04 0,06 0,11 0,15
178
Продолжение табл. 11.2
Параметр Т112-10, Т112-16 Т122-20, Т122-25 Т132-40; Т132-50 Т142-63; Т142-80
10
Время включения tgt, мкд, не
более (Т} = 25 °C, UD = 100 В,
1Т = lTA ynv параметры источника
управления, как для Itsm)
Время задержки tgj, мкс, не бо-
лее (условия, как для tgl)
Заряд обратного восстановления
Qrr, мкКл, не более (7} = Tjm, 1р =
= /глИт» Длительность не менее
250 мкс, di^dt = —5 А/мкс, Ur =
= 100 В, форма ip трапецеидальная)
Время обратного восстановления
trr, мкс, не более (условия, как для
Qrr)
Критическая скорость нарастания
напряжения в закрытом состоянии
(duDldt)cm, В/мкс (Tj = TJm, VD =
= 0,67 длительность UD не
менее 200 мкс, цепь управления
разомкнута) z
Тепловое сопротивление пере-
ход — корпус Rthjc, C/Вт, не более
(постоянный ток)
Вероятность безотказной работы
за 1000 ч
Масса, кг, не более
30 80 140
4,0 6,0 8,0
50-1000
180
10,0
1,80, 0,90; 0,62; 0,40;
1,50 0,80 0,50 0,30
0,998
0,006 I 0,012 | 0,027 0,053
Таблица ИЗ. Рекомендуемые охладители и нагрузочная способность тиристоров
Тип тиристора Тип охладителя гТАУт> А’ ПРИ Та = 40 °C и
естествен- ном охлаж- дении скорости воздуха 6 м/с
Т112-10 0111-60 4
Т112-16 6 —
Т122-20 0221-60 12 0,20
Т122-25 14 —
Т132-40 0231-80 19 35
Т132-50 21 39
Т142-63 0241-80 24 44 0,15
Т142-80 27 50
179
Таблица 11 4 Предельно допустимые значения параметров тиристоров
Параметр Т132-16, Т132-25 Т142-32, Т142-40, Т142-50 Т152-63, Т152-80
Повторяющееся импульсное напряжение в закрытом состоянии Vqrm и повторяющееся импульсное обратное напряжение Иддм, В (диапазон температур от TJmln до Т]т, им- пульсы напряжения однополупериодные си- нусоидальные, t = 10 мс,/= 50 Гц, цепь управ- ления разомкнута) Максимально допустимый средний ток в от- 16, 1300-2000 32, 63,
крытом состоянии 1тАут, А (Тс = 85 °C, ток 25 40, 80
однополупериодный синусоидальный, угол про- водимости Р = 180°, f = 50 Гц) Действующий ток в открытом состоянии 25,1, 50 50,0, 98,9,
ItRMS, A (f= 50 Гц) 39,2 62,8, 125,6
Ударный неповторяющийся ток в открытом 0,24, 78,5 0,42, 1,20,
состоянии Itsm, кА (ток однополупериодный 0,36 0,77, 1,30
синусоидальный, одиночный импульс 1, = 10 мс, UR = 0, режим в цепи управления длитель- ность фронта импульса до 1 мкс, > 10 В, внутреннее сопротивление источника управле- ния 100 Ом, > 50 мкс, 7у= 25 °C) 0,22, 0,82 0,38, 1,10,
То же при Т} — Tjm 0,33 0,70, 1,20
Критическая скорость нарастания тока в открытом состоянии (diTldf)cnt, А/мкс (Т} = Т,т, Vd = о,67 Udum, It < 2/глИт. /= 1 - 5 Гц, длительность воздействия 10 с, параметры источника управления, как для ItsmI Средняя мощность потерь на управляю- С 0,75 100 'м рис 1 1 14
щем электроде Pgav> Вт (Tj= Т]т) Температура перехода, °C максимально допустимая 7)и минимально допустимая Т]тт Температура хранения, °C максимально допустимая Tslgm минимально допустимая Tslgmln Крутящий момент, Н м 3,2 + 0,8 125 -50 50 -50 | 5,6 ±0,5 | 10± 1
Таблица 115 Характеризующие параметры тиристоров
Параметр Т132-16, Т132-25 Т142-32, Т142-40, Т142-50 Т152-63, Т152-80
Импульсное напряжение в открытом состоя- нии Utm< В, не более (7/= 25 °C, 1т = = 3,147гли„) 2,20 2,10 1,95
Пороговое напряжение 1>т/ТО), В, не более 1,4, 1,25, 1,15,
<TJ=TJmy 1,3 1,25, 1,20 1,1
180
Продолжение табл 115
Параметр Т132 16, Т132 25 Т142 32, Т142 40, Т142 50 Т152-63, Т152 80
Дифференциальное сопротивление в откры- 23,9, 9,5, 5,3,
том состоянии гр, мОм, не более (Г? = Tjm) 11,5 7,6, 6,4 4,1
Повторяющийся импульсный ток в закры- том состоянии Iqrm и повторяющийся им- пульсный обратный ток Irrm> мА, не более (2j = Tjm> Ud = VDRM, Ur = UrrM) '9 9, 15, 15 20
Ток включения If, мА, не более (Tj = 25 °C, Ud = 12 В, режим в цепи управления фор- ма напряжения трапецеидальная, tg = 50 мкс, длительность фронта 1 мкс, С/х = 10 В, внут- реннее сопротивление источника 30 Ом) 150 210 210
Ток удержания 1ц, мА, не более (Tj = 25 °C, Ud — 12 В, цепь управления разомкнута) Отпирающее напряжение управления С/ду, В, не более (Ud = 12 В, ток управления постоянный, сопротивление цепи тока в от- крытом состоянии 30 Ом) 2} — TJmm 7j = 25 °C Неотпирающее напряжение управления Uqd, В, не менее (Tj = Tjm, Ud — 0,67 Udrm< на" пряжение источника управления постоянное) Отпирающий ток управления А, не более (условия, как для Uqj} 90 120 10,0 4,0 0,3 120
7^ = Tjmin 0,35 0,35 0,40
Tj = 25 °C Время включения tgb мкс, не более (7j = 25°C, Ud= 100 В, 1т=1тАУт, парамет- ры источника управления, как для Itsm} Время задержки tg(b мкс, не более (усло- вия, как для tgt} 0,12 0,15 20 3 0,18
Заряд обратного восстановления Qrr, мкКл, не более (Tj = Tjm, 1т= 1тЛУт> длительность If не менее 250 мкс, dif(dt= — 5 А/мкс, Ur = 100 В, форма if трапецеидальная) 80 140 200
Время Обратного восстановления trr, мкс, ие более (условия, как для Qrr) Критическая скорость нарастания напряже- ния в закрытом состоянии (duDldt)cnt, В/мкс (Tj = TJm, Ud = 0,67 Udrm, длительность Ud не менее 200 мкс, цепь управления разомк- нута) 6 8 50-1000 10
Тепловое сопротивление переход — корпус 1,0, 0,65, 0,32,
Rthjc> °С/Вт, не более (постоянный ток) Вероятность безотказной работы за 1000 ч 0,8 0,65, 0,40 0,998 0,26
Масса, кг, не более 0,027 0,053 0,084
181
Таблица 116 Рекомендуемые охладители и нагрузочная способность тиристоров
Тип тиристора Тип охладителя ^ТЛИп’ А ’ ПРИ Та = 40 °C и Rlhch , °С/Вт
естествен- ном охлаж- дении скорости воздуха 6 м/с
Т132-16 Т132-25 0131-60 9 12 0,20
Т132-16 Т132-25 0231-80 11 14
Т142-32 Т142-40 Т142-50 0141-60 13 14 15 - 0,15
Т142-32 Т142-40 Т142-50 0241-80 15 17 19
Т152-63 Т152-80 0151-80 21 23 41 45 0,10
Рис. 11.1. Габаритные и установочные размеры тиристоров:
а- Т112-10, Т112-16, Т122-20, Т122-25; 6-Т132-40, Т132-50, Т142-63,
Т142-80, мм
Размер Т112-10, Т112-16 Т122-20, Т122-25 Т132-40, Т132-50 Т142-63, Т142-80
D 012 015,4 019 025
Е 11 14 17 22
I 20 30 33 40
Мх 3,2 7 6,3 10,4
N 11 12 14 18
Л 0 и 04,3 04,3 05,3
Тг 01,1 01,5 01,5 01,5
W М5 Мб М8 М10
182
Рис. 11.2. Предельные характеристики открытого состояния тиристоров при
7) =25 °C (7) и Т} = Т]т (2):
а -Т112-10; б - Т112-16; в - Т122-20; г-Т122-25; 0-Т132-40, е-Т132-5О;
ж- Т142-63; 3-Т142-80
Рис. 11.3. Зависимости допустимой амплитуды ударного невовторяюадегося
тока в открытом состоянии Itsm от длительности импульса I, при Tj =25 °C
(7) к Г, = 7^ (2). UR=0-.
а -Т112-10, 6 -Т112-16
183
Рис. 11.3. Продолжение:
в —Т122-20; г — Т122-25; Э-Т132-40; е-Т132-50; Ж-Т142-63; з - Т142-80
184
Рис. 11.4. Типичные зависимости отпирающего тока управления от дли-
тельности пмпульса управления tc при Т = Т (J),' т = 25 °C (2), Т = Т (3),
VD = 12 В:
я —Т112-10, T112-I6; б — Т122-20, Т122-25, «-Т132-40, Т132-50; г - Т142-63,
Т142-80
185
Кривая Скваж- ность Длительность импульса управления мс Мощность pQMi Вт
а 6 в г
1 2 10 1,0 1,1 3,0 3,8
2 20 1 1,6 1,8 4,8 5,0
3 40 0,5 3,0 4,0 8,0 8,8
4 200 0,1 7,8 8,5 11,0 12,0
5 400 0,05 10,0 11,0 13,0 15,0
186
Рис. 11.6. Зависимости критической скорости нарастания напряжения в закрытом
I состоянии (du[>ldt)cnl от амплитуды вапрпжеиия а закрытом состоянии VdIVdrm
при Tj = Т,т для груш 2, 4, 6, 7 но (du£>ldt)cnl-
I а - Т112-10, Т112-16, б — Т122-20, Т122-25, Т132-4О, Т132-50, Т142-63, Т142-80;
1 — группа 2; 2 — группа 4; 3 — группа 6; 4 — группа 7
187
Рис. 11.9.
188
Рис. 11.9. Переходные тепловые сопротивления переход — корпус (4) п
переход — среда Z^tja ири скоростях охлаждающего воздуха 0 м/с (7), 3 м/с (2)
и 6 м/с (3):
а — Т112-10 и б -Т112-16 (охладитель 0111-60); в - Т122-20 и г - Т122-25
(охладитель 0221-60); d-Tl 32-40 и е-Т132-50 (охладитель 0231-80);
ж — Т142-63 и з — Т142-80 (охладитель 0241-80)
Рнс. 11.10. Габаритные и установочные размеры тиристоров Т132-16, Т132-25,
Т142-32, Т142-40, Т142-50, Т152-63, Т152-80, мм
Размер Т132-16, Т132-25 Т142-32, Т142-40, Т142-50 Т152-63, Т152-80
D 019 025 030
Е 17 22 27
I 33 40 41,5
Mi 6,3 10,4 10,4
N 14 18 18
т. 04,3 05,3 05,3
Т2 01,5 01,5 01,5
W М8 М10 М12
189
Рис. 11.11.
Предельные
характеристи-
ки открытого
состояния ти-
ристоров при
Г. = 25 °C (7)
н 7} = Г,т (2):
а — Т132-16;
б —Т132-25;
в - Т142-32;
г _ Т142-40;
д — Т142-50;
е —Т152-63;
ж -Т152-80
0,9 1,3 1,7ит,Ъ
Рис. 11.12. Типичные зависимости
отпирающего тока управлении Iqt,
от длительности импульса управления
tG нрн = (/). 7} =25 °C (2),
7} = Tjmin (5), UD = 12 В:
а —Т132-16, Т132-25; б - Т142-32,
Т142-40.Т 142-50; в - Т152-63, Т152-80
190
Рве. 11.13. Зависимости допустимо»
амплитуды ударного неповторяющегося
тока в открытом состояния I-psM т
длительности импульса Ц при 7^ — 25 °C
(/) и Ту = 7> (2), Ur=O:
л —Т132-16; б —Т132-25; «-Т142-32;
г —Т142-40; 0-Т142-50; е - Т152-63;
ж -Т152-80
191
Рнс. 11.14. Предельно допустимые характеристики управляющего электрода:
а- Т132-16, Т132-25, 6-Т142-32, Т142-40, Т142 50, «-Т152 63, Т152 80
Кривая Скважность Длительность импульса уп- равления мс Мощность Pqm Вт
а б в
1 2 10,0 3,8 4,0 4,5
2 20 1,0 5,0 5,4 6,0
3 40 0,5 8,8 9,0 9,5
4 200 0,1 12,0 13,0 14,0
5 400 0,05 15,0 16,0 17,0
сиада тока в открытом состоинин —dipldt нри Tj = Tjm, Ur = 100 В,
!Т= >ТЛУт
а — в — то же, что рис И 14
192
Рис. 11 17
7 О Г Чебовский и др
193
Рис. 11.17
Рис. 11.18
Рис. 11.17. Переходные тепловые сопротивления переход — корпус Z(th)t)C и
переход — среда при скоростях охлаждающего воздуха 0 м/с (/), 3 м/с (2)
и 6 м/с (3)
а- Т132-16 и б - Т132-25 (охладитель 0221-60), в - Т142-32,' г - Т142-40 и
d —Т142-50 (охладитель 0231-80), е — Т152-63 и ж — Т152-80 (охладитель
0241-80)
Рис. 11.18. Зависимости критической скорости нарастания напряжения в за-
крытом состоянии (duoldf)int от амплитуды напряжения в закрытом состоя-
нии UdIVdrm при Tj = Tj„ для групп 2, 4, 6, 7 по (duo/dt)crll дли всех
типов тиристоров § 11.1
11.2. ТИРИСТОРЫ ТИПОВ Т151-100, Т161-125, Т161-160, Т171-200,
Т171-250, Т171-320
Тиристоры типов Т151-100, Т161-125, Т161-160, Т171-200,
Т171-250, Т171-320 (ТУ 16-729.105-81) предназначены для применения
в электротехнических и радиоэлектронных устройствах общего назна-
чения в цепях постоянного и переменного тока частоты до 500 Гц.
Тиристоры имеют штыревое исполнение. Анодом тиристоров
является медное основание, катодом — гибкий вывод Климатические
исполнения тиристоров УХЛ и Т, категория размещения 2 по ГОСТ
15150-69 и ГОСТ 15543-70.
Тиристоры допускают воздействие синусоидальной вибрации
в диапазоне частот 1 — 100 Гц с ускорением 49 м/с2 и многократные
удары длительностью 2—15 мс с ускорением 147 м/с2.
Предельно допустимые значения параметров тиристоров приве-
дены в табл. 11.7, характеризующие параметры — в табл. 11.8, типы
рекомендуемых охладителей и нагрузочная способность тиристо-
ров — в табл 11 9, зависимости параметров от различных условий — на
рис. 11.20—11.33, габаритные и присоединительные размеры тиристо-
ров — на рис. 11.19.
194
Рис. 11.19. Габаритные и установочные размеры тиристоров Т151-100, Т161-125,
Т161-160, Т171-200, Т171-250, Т171-320, мм
Размер Т151-100 Т161-125, Т161-160 Т171-200, Т171-250, Т171-320
D 030,5 035,5 045,5
Е 27 32 41
I 70 85 НО
Мх 18 20 24
N + 1 18 16 19
О1 150 + 10 200 + 15 250 + 10
о2 165 + 10 215 + 10 265 + 10
Ti 08,4+0.36 01О,5+0,43 010,5+0,43
IV М12 М20 х 1,5 М24 х 1,5
Рис. 11.20. Предельные характеристики открытого состояния тиристоров при
Г, =25 °C (/) и Tj = Tjn (2):
а —Т151-100; б —Т161-125; «-Т161-160; г-Т171-2ОО, Э-Т171-250; е~
Т171-320
Рис. 11.21. Зависимости допустимой амплитуды ударного иеповторяющегося
тока в открытом состоянии I-psM от длительности перегрузки t при Tj = 25 °C (7)
« Т;= Т,т (2), UR - 0,8 URRM _
а —Т151-100; 6-Т161-125, «-Т161-160; г - Т171-200; д - Т171-250; е-
Т171-320
Рис. 11.22. Зависимости допустимой амплитуды ударного иеповторяющегося
тока в открытом состоянии Itsm от длительности импульса tt при Tj = 25 °C (7)
^ = 7}т (2), Ux=0:
я —Т151-100, б- Т161-125, «-Т161-160, г - Т171-200, д- Т171-250, е-
Рис. 11.23. Предельно допустимые характеристики управляющего электрода
для всех типов тиристоров § 11.2
Кривая Скважность Длительность импульса управления мс Мощность Лзм,
1 1 Постоянный ток 1,5
2 2 10 3,0
3 20 1,0 25
4 40 У 0,5 40
5 200 0,1 200
6 400 0,05 400
Рнс. 11.24. Типичные зависимости отпирающего тока управления Iqt, от
длительности импульса управления tQ при 7} = Tjm (7), Т7 = 25 °C (2).
Tj = Tjmn (3), Ud = 12 В для всех типов тиристоров § 11.2
197
Рис. 11.25. Зависимости времени задержки tgrf* (7) и времени включения
tgi* (2) от амплитуды управляющего импульса IfGM при Tj = 25 °C, 17 д =100 В,
1t = Itavm’ мкс, длительности фронта управляющего импульса 1 мкс
для всех типов тиристоров § 11.2
Рис. 11.26. Зависимости времени выключения tq, от амплитуды тока в
открытом состоянии /у при Tj = TJm, dir/dt = —5 А/мкс, Ur = 100 В, 17д==
= 0,67 U/jrm, dup/dt = 5O B/mkc:
a- T151-100 (7), T161-125 (2), T161-160 (3), 6-T171-200 (7), T171-250 (2),
T171-320 (3)
Рис. 11.27. Зависимость времени выключении tq, от скорости спада тока в
открытом состоянии -diT/dt при Tj = Т]т, 1т = 1тАУт’ 17Л = 100 В, UD =0,67
Uвцм AiiB/dt =50 В/мкс для всех типов тиристоров § 11.2
Рис. Л.28. Зависимость времени выключении 7?, от обратного напряжения
UR П₽И T}=TJrt lT=lTAVm> ^ = 50 8/мкс> Ид = 0,67 rf(jVrf7 =
= — 5 А/мкс для всех типов тирясторов § 11.2
Рис. 11.29. Зависимость времени выключения 7?, от скорости нарастания на-
пряжения в закрытом состоянии duB/dt при Tj = Tjm, Ur = 100 В, 1т~1тАУт,
di-p/dt =-5 А/мкс, Uв =0,67 Ubrm Для всех типов тиристоров § 11.2
Рис. 11.30. Зависимость заряда обратного восстановления Qrrt от скорости
снада тока в открытом состоянии -diT/dt при Т, =Tjm, Ur =100 В, 1т — 1тАУт
для всех типов тиристоров § 11.2
Рис. 11.31. Зависимость времени обратного восстановления t„, от скорости
спада тока в открытом состоянии -diT]dt при 7) = Tjm, Ur - 100 В, 1т = IrAVm
для всех типов тиристоров § 11.2
198
Рис. 11.32. Зпвисимость критической
скорости нарастания напряжения в
закрытом состоянии (dup/dl)crll от
амплитуды напряжения в закрытом
состоянии Vqrm» при 7} = Т]т дли
групп 1—7 ио (dui)ldt)cnl для всех
типов тиристоров § 11.2
Рис. 11.33. Переходное тепловое сопротивление переход—корпус Zj^j^ (5) и
переход-среда Z^)^ при скоростях охлаждающего воздуха 0 м/с (/), 3 м/с (2),
6 м/с (3) и 12 м/с (4)
а - Т151-100 (охладитель 0151-80), б- Т161-125, Т161-160 (охладитель 0171-80);
в-Т171-200, Т171-^50 и г-Т171-320 (охладитель 0181-110)
Таблица 117 Предельно допустимые значения параметров тиристоров
Параметр Т151-100 Т161-125, Т161-160 Т171-200, Т171-250, Т171-320
Повторяющееся импульсное напряжение в закрытом состоянии н повторяющееся импульсное обратное напряжение Urrm, В (диапазон температур от Tjmm до Tjm, им- пульсы напряжения однополупернодные сину- соидальные, t = 10 мс, f = 50 Гц, цепь управ- ления разомкнута) Максимально допустимый средний ток У 100 300-1600 125, 200,
в открытом состоянии 1удут, А (Тс = 85°С, 160 250,
ток однополупериодный синусоидальный, угол проводимости р = 180°, f = 50 Гц) Действующий ток в открытом состоянии 157 196 320 314,
JTRMS’ А (/=50 Гц) Ударный неповторяющийся ток в откры- 2,2 2,75, 392, 500 5,5,
том состоянии ITSM, кА (ток однополупе- 4,50 6,6,
риодный синусоидальный, одиночный импульс 1, = 10 мс, 11ц = 0, режим в цепи управления длительность фронта импульса 1 мкс, 1/х > 10 В, внутреннее сопротивление источника управле- ния 5 ± 1 Ом, tQ > 50 мкс, Tj = 25 °C) То же при Tj = TJm 2,0 2,5, 7,7 5,0,
Критическая скорость нарастания тока в открытом состоянии (di'j'ldt')crib А/мкс {Tj — TJtn, Ud = 0,67 Udrm* ТтАУт* f~ 1 “ 5 Гц, длительность воздействия 10 с, параметры источника управления, как для Itsm) Средняя мощность потерь на управляющем С 4,0 80 м рис 1 1 6,0, 7,0 23
электроде Pqav, Вт (7) = Т,т) Температура перехода, °C максимально допустимая Tjm 140 125 125
минимально допустимая Tjmtn -60 -60 -60
Температура хранения, °C максимально допустимая Ts{gtn минимально допустимая Ts{gmin Крутящий момент, Н м 40±5 60 | “б0 | 50±5 60±5
Таблица 118 Характеризующие параметры тиристоров
Параметр Т151-100 Т161-125, Т161-160 Т171-200, Т171-250, Т171-320
Импульсное напряжение в открытом состоя- 1,85 1,75 1,75,
нии и™, В, не более (7} = 25 °C, /г = 1,75,
= 3,14 ТтАУт) 1,60
200
Продолжение табл 118
Параметр Т151-100 Т161-125, Т161-160 Т171-200, Т171-250, Т171 320
Пороговое напряжение Ut(tO}> В» не бо- лее (Tj = Т„„) 1,15 1,15 1,15, 1,10, 1,05
Дифференциапьное сопротивление в откры 2,54 1,80, 1,0,
том состоянии мОм, не более (Tf — Т/т) 1,40 0,83, 0,55
Повторяющийся импульсный ток в закры том состоянии Idrm и повторяющийся им- пульсный обратный ток Irrm* м^’ не бо- лее {Tj - TJfn, UD = UDRm, Ur = URRM) Ток включения 1^, мА, не более (T, — 25 °C, Ud = 12 В, режим в цепи управления фор- ма напряжения трапецеидальная, Iq = 50 мкс, длительность фронта 1 мкс, £7Х = 10 В, внутреннее сопротивление источника 5 + 1 Ом) Ток удержания ///, мА, не более (Т, = = 25 °C, U[) = 12 В, цепь управления разом- кнута) Отпирающее напряжение управления Uqp, В, не более (t/p=12 В, ток управления постоянный, сопротивление цепи тока в откры- том состоянии до 10 Ом) Т) = TJmm Т, = 25 °C т = Т J Неотпирающее напряжение управления Uqd, В, не менее (7) = Tjm, и D = 0,67 UDRm, напряжение источника управления постоянное) Отпирающий ток управления Iqt> А, не более (усчовия, как для Uqt) т = т 11 Л /ПНИ Т{ = 25 °C т = т 11'4 Время включения igt, мкс, не более (Tj = 25 °C, С7р = 100 В, If — 1тАУт> параметры источника управления, как для Itsm) Время задержки мкс, не более (усло- вия, как для Время выключения мкс, не более (7J = = Tjm, diTldt=-5 А/мкс, 1т=ИА¥т, Ur = = 100 В, (/д = 0,67 Uqrm, du£/ldt = {du£ildt)crib длительность 1т не менее 500 мкс, длитель- ность Ud не менее 50 мкс, сопротивление источника Ud не менее 1 кОм) 15 15 700 250 5,5 3,5 2,5 0,45 0,40 0,20 0,15 25 5,0 250 30
Заряд обратного восстановления Qrr, мкКл, 250 300, 400;
не более {Tj=Tjm, 1т=1тАУт> длительность 1т не менее 0,2 мс, di^dt = —5 А/мкс, UR — 100 В, форма it трапецеидальная) 350 450, 500
Время обратного восстановления trr, мкс, не 10 13, 15,
более (условия, как для Qrr) 15 17, 20
201
Продолжение табл II.8
Параметр Т151-100 Т161-125, Т161-160 Т171-200, Т171-250; Т171-320
Критическая скорость нарастания напряже- 20- 1000
ния в закрытом состоянии (duDldt)Crl(, В/мкс (Tf=Tfni, UD = 0,61 VDRM, длительность UD не менее 50 мкс, цепь управления разомкнута) Тепловое сопротивление переход—корпус Rihfc^ °С/Вт, не более (постоянный ток) 0,3 0,15 о,1;
0,1; 0,09
Вероятность безотказной работы за 25 000 ч 0,97
Масса, кг, не более 0,18 0,298 0,51
Таблица 119 Рекомендуемые охладители и нагрузочная способность тиристоров
Тип тиристора Тип охладителя АглИт, А, при Та = 40 °C и Rthch* °С/Вт
естествен- ном охлаж- дении скорости воздуха 6 м/с
Т151-100 0151-80 30 60 0,08
Т161-125 0171-80 45 105 0,05
Т161-160 45 НО
Т171-200 0181-110 75 160
Т171-25О 80 170 0,03
Т171-32О 85 190
11.3. ТИРИСТОРЫ ТИПОВ Т123-200, Т123-250, Т123-320, Т133-320,
Т133-400, Т143-400, Т143-500, Т143-630, Т153-630, Т153-800, Т253-800,
Т253-1000, Т253-1250
Тиристоры типов Т123-200, Т123-250, Т123-320, Т133-320, Т133-4ОО,
Т143-400, Т143-500, Т143-630, Т153-630, Т153-800, Т253-800, Т253-1000,
Т253-1250 (ТУ 16-729.221-79) предназначены для применения в установ-
ках общего назначения частоты до 500 Гц.
Тиристоры выпускаются в климатических исполнениях УХЛ и Т,
категории размещения 2 по ГОСТ 15150-69 и ГОСТ 15543-70 и допу-
скают эксплуатацию при температуре окружающей среды от -60 до
+ 45°C, атмосферном давлении 0,085—0,105 МПа, относительной
влажности 98 % при 35 °C.
Тиристоры допускают воздействие синусоидальной вибрации
в диапазоне частот 1 —100 Гц с ускорением 49 м/с2 и многократные
удары длительностью 2—15 мс с ускорением 147 м/с2. Анодом и като-
202
дом являются плоские основания, при этом полярность определяется
с помощью символа, нанесенного на керамическом корпусе тиристора.
Предельно допустимые значения параметров тиристоров приве-
дены в табл. 11.10 и 11.13, характеризующие параметры — в табл.
11.11 и 11.14, типы рекомендуемых охладителей и нагрузочная способ-
ность тиристоров — в табл. 11.12 и 11.15, зависимости параметров от
различных условий — на рис. 11 35 — 11 48, габаритные и присоедини-
тельные размеры тиристоров — на рис. 11.34.
Таб tuua 11 10 Предельно допустимые значения параметров тиристоров
Параметр Т123-200, Т123-250, Т123-320 Т133-320; Т133-400
Повторяющееся импульсное напряжение в закры- том состоянии Udrm и повторяющееся импульс- ное обратное напряжение Urrm, В (диапазон температур от Tjmm до Tjm, импульсы напряже- ния однополупериодные синусоидальные, t = Юме, f — 50 Гц, цепь управления разомкнута) Максимально допустимый средний ток в от- крытом состоянии IrAVm^ А(ТС = 85 °C, ток одно- полупериодный синусоидальный, угол проводи- мости р = 180°, f — 50 Гц) Действующий ток в открытом состоянии 1TRMS, A (f = 50 Гц) Ударный неповторяющийся ток в открытом состоянии Itsm* (ток однополупериодный синусоидальный, одиночный импульс = 10 мс, = режим в цепи управления длительность фронта импульса до 1 мкс, С/х > 10 В, внут- реннее сопротивление источника управления 5 + 1 Ом, 1$ > 50 мкс, Tj — 25 °C) То же при Tj = Tfm 400- 1600, 400- 1200, 400 - 800 200, 250, 320 530, 610, 700 3,65; 5,0; 5,5 3,3, 4,5; 5,0 900 - 2000; 400- 1600 320; 400 830; 1030 6,6; 7,7 6,0; 7,0
Критическая скорость нарастания тока в откры- том состоянии (diTldt)ml, А/мкс (7/=73т, t/д = 0,67 Udrm, /у< 2 ITAVm, /= 1 + 5 Гц, длительность воздействия 10 с, параметры источ- ника управления, как для Itsm) Средняя мощность потерь на управляющем электроде РсАу, Вт (7} = Tjm) Температура перехода, °C, максимально допустимая Tjm минимально допустимая Т]пип Температура хранения, °C' максимально допустимая Tslgm минимально допустимая Tslgmm Осевое усилие сжатия, кН 100 См. рис. 125 -60 60 -60 5,5 + 0,5 | 11 45 , 10+1
203
Таблица II.II. Характеризующие параметры тиристоров
Параметр Т123-200; Т123-250; Т123-320 Т133-320; Т133-400
Импульсное напряжение в открытом состоя- нии Uim, В, не более (Tj = 25 °C, 1т = = 3,14 iTAVm). Пороговое напряжение Ur(TO)< В, не более (?} = rjm) Дифференциальное сопротивление в открытом состоянии r-f, мОм, не более (Tj = Tjm) Повторяющийся импульсный ток в закрытом состоянии и повторяющийся импульсный обратный ток Irrm, мА, не более UD = UDRM, UR = URRM) Ток включения /д, мА, не более (Tj = 25 °C, t/д =12 В; режим в цепи управления: форма напряжения трапецеидальная, = 50 мкс, длитель- ность фронта 1 мкс, Ux = 10 В, внутреннее сопротивление источника 5 + 1 Ом) Ток удержания /д, мА, не более (Tj = 25 °C, t/д = 12 В, цепь управления разомкнута) Отпирающее напряжение управления t/дт, В, не более (Сд = 12 В, ток управления постоянный, сопротивление цепи тока в открытом состоянии до 10 Ом): т = т Tj = 25 °C Т = Т г, J Jm Неотпирающее напряжение управления UGD, В, не менее (Т} = Tjm, Up = 0,67 UDRM. напряжение источника управления постоянное) Отпирающий ток управления /сг, А, не более (условия, как для Cgy): т = Т 11 1 imin Tj = 25 °C Т = Т ) 1jm Время включения tgl, мкс, не более (7) = 25 °C, 1/д=100 В, 1т—1тлУт^ параметры источника управления, как для Itsm) Время задержки tgcl, мкс, не более (условия, как для lgz) Время выключения мкс, не более (7)= Tjm, di-rldt = —5 А/мкс, 1т~ 1тАУт> = 100 В, t/д = = 0,67 t/ддд/, duDidt = 50 В/мкс, длительность TR не менее 500 мкс, длительность Сд не менее 50 мкс, сопротивление источника С'д ие меиее 1 кОм) Заряд обратного восстановления Qrr, мкКл, не более = Tjm, It — ItaVi™ длительность IT не менее 0,2 мс, di^dt = -5 А/мкс, UR = 100 В, форма /у трапецеидальная) 1,9; 1,75; 1,65 U; 1,0; 0,95 1,5; 1,08, 0,75 15 0,45 0,8 0,2 0,15 25 5 650; 600; 600 7 3 9 3 3 5 30 30 ,0 ,5 ,0 00 2,0; 1,75 1,2; 1,05 1,1; 0,68 35; 30 0,50; 0,45 0,9 (0,8)* 0,3 (0,2) 0,25 (0,15) 30; 25 Ю; 5 700; 650
204
Продолжение табл. 1111
Параметр Т123-200; Т123-250, Т123-320 Т133-32О; Т133-400
Время обратного восстановления г/;, мкс, не 2 5
более (условия, как для Qn) Критическая скорость нарастания напряжения 200- 1000
в закрытом состоянии {duDldt)cllh В/мкс {Tf = — Tjm, t/д = 0,67 Udrm-> длительность Up не менее 50 мкс, цепь управления разомкнута) Тепловое сопротивление переход —корпус RthJC, 0,08 0,045
°С/Вт, не более (постоянный ток) Тепловое сопротивление переход—анодный вы- 0,15 0,08
вод корпуса RtfycA, °С/Вт, не более (постоянный ток) Тепловое сопротивление переход — катодный 0,18 0,10
вывод корпуса RthjcK> °С/Вт, не более (постоян- ный ток) Вероятность безотказной работы за 25 000 ч 0, 97
Масса, кг, не более 0,08 0,22
* В скобках для Т133-400.
Таблица 11.12. Рекомендуемые охладители и нагрузочная способность тиристоров
Тип тиристора Тип охладителя 1тЛУт А, при Та = 40 °C и Rthch> °С/Вт
естествен- ном охлаж- дении скорости воздуха 6 м/с
Т123-200 75 170
Т123-250 0123-100 85 190 0,02
Т123-320 95 210
Т133-320 0143-150 100 250 0,015
Т133-400 0143-150 120 290 0,015
Т133-400 ОА-026 100 290 0,03
Таблица 11.13. Предельно допустимые значения параметров тиристоров
Параметр Т143-400; Т143-500; Т143-630 Т153-63О; Т153-8ОО Т253-8ОО; Т253-1000; Т253-125О
Повторяющееся импульсное напряже- ние в закрытом состоянии Uqrm и пов" торяющееся импульсное обратное напря- жение Urrmi В (диапазон температур от Tjmin до Tjm, импульсы напряжения однополупериодные синусоидальные, / = = 10 мс, f= 50 Гц, цепь управления разомкнута) 1800-2400; 400- 1600; 400- 1200 1300-2400; 1000- 1800 2000-2400; 1000- 1800; 400- 1200
205
Продолжение табл. 11.13
Параметр Т143-400; Т143-500; Т143-630 Т153-630; Т153-800 Т253-800, Т253-1000; Т253-1250
Максимально допустимый средний ток 400; 630; 800;
в открытом состоянии 1тАУт> А(ТС — 500; 800 1000;
= 85 °C, ток однополупериодный синусои- дальный, угол проводимости Р = 180°, f= 50 Гц) 630 1250
Действующий ток в открытом состоя- 1050; 1500; 1850;
НИИ Itrms. A (f= 50 Гц) 1310; 1850 2270;
1500 2820
Ударный неповторяющийся ток в от- 8,8; 15,5; 17,5;
крытом состоянии Itsm, rA (ток одно- 11,0; 17,5 22,0;
полупериодный синусоидальный, одиноч- ный импульс 1, = 10 мс, £/д = 0; режим в цепи управления: длительность фронта импульса I мкс, (/х > 10 В, внутреннее 13,5 28,5
сопротивление источника управления 5 + 1 Ом, tG > 50 мкс, Т{ = 25 °C) 16, 20;
То же при 7^ = Т1т 8; 10; 14; 16
12 26
Критическая скорость нарастания тока в открытом состоянии (di-rldt)crn, А/мкс, С7} = Ud = °>67 UDRM, 1т^2 ТуАУп» f = 1 — 5 Гц, длительность воздействия 10 с, параметры источника управления, как для Itsm} 100
Средняя мощность потерь на управляю- См. рис. 11.45
щем электроде Р^ЛУ, Вт (7^ = Т]т)
Температура перехода, °C:
максимально допустимая Т)т 125
минимально допустимая Tjnun Температура хранения, °C: -60
максимально допустимая Tstgm 60
минимально допустимая Tstgnun -60
Осевое усилие сжатия, кН 15+1,5 22 + 2 26 + 2
Таблица 11.14 Характеризующие параметры тиристоров
Параметр Т143-400; TI43-500; Т143-630 Т153-630; Т153-800 Т253-800; Т253-1000; Т253-1250
Импульсное напряжение в открытом 2,15; 2,1 ’ 7 1 •
состоянии 1>тМ’ В- не более (Tj = 25 °C, 1,80; 1,9 1 8-
/у= 3,14 1тЛ Ут) 1,75 1,6
Пороговое напряжение Uy(TO)-> В» не 1.2; 1,25; 1,2;
более (Т} = TJm) 1,1; 1,15 1,1;
1,0 1.0
206
Продснжение maoi 11,14
Параметр
Т143-400;
Т143-500,
Т143-630
Дифференциальное сопротивление в от-
крытом состоянии г?, мОм, не более
(Т,= т,т)
Повторяющийся импульсный ток В
закрытом состоянии Idrm и повторяю-
щийся импульсный обратный ток /дяд/,
мА, не более (Г, = Т,,,,, UD=UDRw,
Ur = г'я/м/)
Ток включения мА, не более
(Г; = 25°С, (./£)— 12 В, режим в цепи
управления, форма напряжения трапецеи-
дальная, tQ = 50 мкс, дчительность
фронта 1 мкс, Ux = 10 В, внутреннее
сопротивление источника 5+1 Ом)
Ток удержания ///, мА, не более
(Т} = 25 С, U[) — 12 В, цепь управления
разомкнута)
Отпирающее напряжение управления
В, не более (Ud = 12 В, ток уп-
равления постоянный, сопротивление цепи
в открытом состоянии до 10 Ом).
Т — т
1 I 1 )пип
Tj = 25 °C
Т — Т
11 1
Неотпирающее напряжение управления
Uqd, В, не менее (Tf = Tf,u, Uq =
— 0,67 t/дял/, напряжение источника
управления постоянное)
Отпирающий ток управления 1qT, А,
не более (условия, как для Uqt).
Т; = 25 °C
Т — Т
Время включения tgf, мкс, не более
(Т{ - 25 °C, UD = 100 В, IT= ItaVhv пара-
метры источника управления, как для
Иъм)
Время задержки мкс, не более
(условия, как для tgt)
Время выключения мкс, не более
(Tf = dlTfdt = -5 А/мкс, IT= ItAViw
Ur = 100 В, Vd — 0,67 Udrm, du^dt =
= (dui)ldl)mh длительность Ij- не менее
500 мкс, длительность 7/д не менее 50 мкс,
сопротивление источника I/р до 1 кОм)
Заряд обратного восстановления Q„,
мкКл, не более (Tj=Tjm, 1т=1тлУпп
длительность If не менее 0,2 мс,
dijldt = — 5 А/мкс, UR = 100 В, форма it
трапецеидальная)
0,95;
0,57;
0,43
50,
30,
30
30,
25,
25
Ю;
5;
5
1200;
800;
1100
Т153-630; Т153-800 Т253-800; Т253-1ООО, Т253-125О
0,55, 0,44;
0,34 0,25;
0,14
50 70
700
300
9,0
3,5
3,0
0,5
0,9
0,3
0,25
30 30
10 10
1200; 1200;
1100 1200;
1100
207
Продолжение табл 11.14
Параметр , Т143-400, Т143-500, Т143 630 Т153-630, Т153-800 Т253-800, Т253-1000, Т253-1250
Время обратного восстановления 35, 35, 35,
мкс, не более (условия, как для Qn) Критическая скорость нарастания Напряжения в закрытом состоянии (duDldf)crll, В/мкс (Г; = Т,,,,, U D = = 0,67 б'ддм, длительность UD не ме- нее 50 мкс, цепь управления разомкнута) 27, 30 30 200- 1000 35, 30
Тепловое сопротивление переход — корпус R[hjC. °С/Вт, не более (постоян- ный ток) 0,034 0,026 0,022
Тепловое сопротивление переход — анодный вывод корпуса R^j, °С/Вт, не более (постоянный ток) 0,065 0,05 0,044
Тепловое сопротивление переход — ка- тодный вывод корпуса RthjcK> °С/Вт, не более (постоянный ток) Вероятность безотказной работы за 25000 ч 0,07 0,055 0,97 0,044
Масса, кг, не более 0,30 0,60 0,60
Таблица 1115 Рекомендуемые охладители и нагрузочная способность тиристоров
Тип тиристора Тип охладителя iTAVm’ А, при Та = 40 °C и R[hch> °С/Вт
естествен- ном охлаж- дении скорости воздуха 6 м/с
Т143-400 160 340
Т143-500 0243-150 180 400 0,01
Т143-630 205 450
Т153-630 180 430
Т153-8ОО 210 500
Т253-8ОО 0153-150 200 480 0,005
Т253-1000 250 560
Т253-1250 250 650
208
Рнс. 11.34. Габаритные н установочные размеры тиристоров Т123-200, Т123-250,
Т123-320, Т133-320, Т133-400, Т143-400, Т143-500, Т143-630, Т153-630, Т153-800,
Т253-800, Т253-1000, Т253-1250, мм
Раз- мер Т123-200, Т123-250, Т123-320 Т133-320, Т133-400 Т143-400 Т143-500, Т143-630 Т153-630, Т153-800, Т253-8ОО, Т253-1000, Т253-125О
й. 019+1 033 + 2 038 + 2 050 + 3
D 042 054 060 075
А 14 + 1 20 + 1 20 + 1 26 + 2
dt 2 отв 03,5 + 0,2 2 отв 03,5+0’2 2 отв 03,5+0,2 2 отв 03,5+0’2
h 1,5 + 0,2 2,0 + 0,2 2 + 0,2 2 + 0,2
О, 300 + 30 300 + 30 300 + 30 300 + 30
Т2 04,3 + 0’18 04,3 + О 18 04,3+о 18 04,3+0’18
iT,4
2000
1600
1200
800
ЧОО
О
г’т,4
3000
2000
1000
О
1 2 3 Ч ит, В 1 2 ит,Ъ 1 2 3 Ч «Т,В
Рис. 11.35. Предельные характеристики открытого состояния тиристоров при
Т, = 25 “С (/) и Tj= TJm (2)
а — Т123-200,б - Т123-250,в — Т123-320,г - Т133-320,д - Т133-400,е - Т143-400
209
Рис. 11.35. Продолжение:
ж -Т143-500, з — Т143-630, U-T153-630, К-Т153-8ОО, i - Т253-8ОО, м-
Т253-1ООО, и — Т253-1250
Рис. 11.36. Зависимости допустимой амплитуды ударного неповторяющегося
тока в открытом состоянии Itsm от длительности импульса г, при Tj =25 С (/) и
Т7=гт (2), UR=0'.
a —T123-2Q0, б —Т123-250; в - Т123-320, г-Т133-320, Э-Т133-400, е-
Т143-400
210
ж - Т143-500, з - Т143-630, и - Т153-630, к - Т153-800, Т253-800, л - Т253-1000;
Рис. 11.37. Зависимости допустимой амплитуды ударного неповторяющегося тока в
открытом состоянии Itsm от длительности перегрузки I при 7} = 25 °C (7) н
Т, = Гт(2) C'S=0,8 0MW
я - Т123-200, б - TI23-250, в - Т123-320, г - Т133-320
Рис. 11.37. Продолжение:
d- Т133-400, е - Т143-400; ж - Т143-500; S-T143-630, U-T153-630; к-
Т153-8ОО, Т253-800; Л-Т253-Ю00; .«-T253-I25O
Рис. 11.38. Типичные зависимости отпирающего тока управления IGt* от дли-
тельности импульса управления tG при Т} = Tjm (У), =25 °C (2), — Tjmm (3),
UD = 12 В для всех типов тиристоров § 11.3
Рис. 11.39. Зависимости времени выключения tg* от амплитуды тока в
открытом состоянии ItHtav пРи Т, — Tjm, dirldt — S А/мкс, UR = 100 В,
Ud =0,67 Udrm, dupldt =50 В/мкс для всех типов тиристоров § 11.3
Рис. 11.40. Зависимость времени выключения tq* от обратного напряжения Ur
нри Tj = Tjm, It— ^TAVw> duDldt = 50 В/мкс, Ud = 0,67 Udrm> di^dt = —5 А/мкс
для всех типов тиристоров § 11.3
0,8
0 5 10 15 -dir /dt,А/мкс
Рис. 11.41. Зависимость критической ско-
рости иарастаиия напряжения в закрытом
состоянии (dup/ dt)cri/ от амплитуды на-
пряжения в закрытом состоянии UpRi^,
при Т} = Tjm для групп 4-7 по (dupldt)cnt
Рис. 11.42. Зависимость времени вы-
ключения от скорости спада тока
в открытом состоянии —diTfdt при
Tj = 1Т = 1ТЛ Vw Ur = 100 В,
Up = 0,67 UpRhf, diipldt=5(i В/мкс
для всех типов тиристоров § 11.3
213
Рис. 11.43. Зависимости времени задержки tg(j* (J) и времени вклю-
чения tg(* (2) от амплитуды управляющего импульса Ifgm пРи 7^=25 °C,
С//)=100 В, 1т~1тА¥т’ ?<у=50 мкс, длительности фронта управляющего
импульса 1 мкс для всех типов тиристоров § 11.3
Рис. 11.44. Зависимость заряда обратного восстановления Qrrt от скорости
спада тока в открытом состоянии —dipldt при температуре перехода Tj—Tjm,
UR = 100 В, 1т = 1тАУт Для всех типов тиристоров>§ 11.3
Рис. 11.45. Предельно допустимые характеристики управляющего электрода
для всех типов тиристоров § 11.3
Кривая Скважность Длительность импульса управления мс Мощность Вт
1 1 Постоянный ток 6
2 2 10 7
3 20 1 12
4 40 0,5 20
5 200 0,1 250
Рис. 11.46. Зависимость времени обратного восстановления от скорости
спада тока в открытом состоянии —dipldt при Tj = Tjm, С/д = 100 в,
1т — 1тАУт Дли всех типов тиристоров § 11.3
Рис. 11.47. Зависимость времени вы-
ключения от скорости нарастания
напряжения в закрытом состоянии
duDfdt при Tj = Tjm, UR = 100 В,
Ir^lTAVnv di-r/dt = -5 А/мкс, Uв =
= 0,67 Uqrm для всех типов ти-
ристоров § 11.3
214
Рис. 11.48. Переходные тепловые сопротивлении переход—корпус (5) н
переход —среда при скоростях охлаждающего воздуха 0 м/с (/), 3 м/с (2),
6 м/с (3) и 12 м/с (4)
а - TI23-200, TI23-250, Т123-32О (охладитель 0123-100), б - Т133-320, Т133-400
(охладитель 0143-150), в - Т143-400, Т143-500, Т143-630 (охладитель 0243-150);
г — Т153-630, Т153-8ОО (охладитель 0153-150), д - Т253-800, Т253-1000,
Т253-1250 (охладитель 0153-150)
215
11.4. ТИРИСТОРЫ ТИПОВ Т25, Т50, Т100, Т160
Тиристоры Т25, Т50, Т100, Т160 (ТУ 160-529.793-73) * предназна-
чены для цепей постоянного и переменного тока частотой до 500 Гц
электротехнических и радиоэлектронных устройств общего назначения.
По прочности и устойчивости к воздействию в эксплуатации меха-
нических нагрузок тиристоры допускают воздействие синусоидальной
вибрации в диапазоне частот 1 — 100 Гц с ускорением 49 м/с2 * * и оди-
ночных ударов длительностью 50 мс с ускорением 39,2 м/с2.
Тиристоры изготовляются в штыревом исполнении с гибким ос-
новным выводом. У тиристоров Т25, Т50 управляющий вывод гибкий,
у Т100 и Т160 — жесткий. Анодом является основание корпуса, като-
дом — основйой вывод. Тиристоры выпускаются в климатическом ис-
полнении У, категории размещения 2 или в климатическом исполне-
нии Т, категории размещения 3* по ГОСТ 15150-69 и ГОСТ 15543-70.
Предельно допустимые значения параметров тиристоров приве-
дены в табл. 11.16, характеризующие параметры — в табл. 11.17, типы
рекомендуемых охладителей и нагрузочная способность тиристо-
ров — в табл. 11.18, зависимости параметров от различных условий —
иа рис. 11.50—11.63, габаритные и присоединительные размеры тири-
сторов — иа рис. 11.49.
* В новых разработках не применять.
Таблица 11,16. Предельно допустимые значения параметров тиристоров
Параметр Т25 Т50 Т100 Т160
100-1400
Повторяющееся импульсное напряжение в за-
крытой состоянии Uqrm и повторяющееся им-
пульсное обратное напряжение В (диа-
пазон температур от Tjmm до Tjm, импульсы
напряжения однополупериодные синусоидальные,
t = 10 мс, f =50 Гц, цепь управления разомкнута)
Максимально допустимый средний ток в от-
крытом состоянии ItaViw А (7/= 85 °C, ток од-
нополупериодный синусоидальный, угол проводи-
мости р = 180°, /= 50 Гц)
Действующий ток в открытом состоянии
ItHMS-. A(f=5O Гц)
Ударный неповторяющийся ток в открытом
состоянии IrSM’ кА (ток однополупериодный
синусоидальный, одиночный импульс Z, = 10 мс,
£/д = 0; режим в цепи управления: длитель-
ность фронта импульса до 1 мкс, Ux > 10 В,
внутреннее сопротивление источника управления
5 + 1 Ом, tQ > 50 мкс, 7/ = 25 °C)
То же при Tj = Т]т
Критическая скорость нарастания тока в от-
крытом состоянии (Arldtlcnt, А/мкс (7/ = 7)т,
Гд = 0,67 UqhM’ It rTAVm< f= 1 = 5 Гц, дли-
тельность воздействия 10 с, параметры источника
управления, как для Itsm)
25 50 100 160
40 80 250 250
0,85 1,65 3,2 3,9
0,8 1,5 3,0 3,5
40-100
Продолжение табл II. 16
Параметр Т25 Т50 Т100 Т160
Средняя мощность потерь на управляющем электроде Вт(Ту = Tjm) Температура перехода, °C. максимально допустимая Т]т минимально допустимая Т]тт Температура хранения, °C' максимально допустимая Tstgm минимально допустимая Tstgmm Крутящий момент, Н • м См. рис 11.51 125 -50 60 -50 10 | 40 | 50 | 50
Таблица II 17. Характеризующие параметры тиристоров
Параметр Т25 Т50 TIOO T160
Импульсное напряжение в открытом состоя- 1,90 1,75 1,95 1,75
нии Utm* не более (Т? = 25 °C, 1т = 3,141тдут) Пороговое напряжение Ut(TO)> В, не более 1,17 1,09 1,17 1,05
(.Tj = 7}m) Дифференциальное сопротивление в открытом 10,0 4,2 2,52 1,4
состоянии г-р, мОм, не более (7у = Tjnt) Повторяющийся импульсный ток в закрытом 10,0 15,0 20,0 20,0
состоянии Id rm и повторяющийся импульсный обратный ток Irrm, не более (7у = Tjm, Ud = uDrm> ur = uRRM) Ток включения Ij, мА, не более (Tj = 25 °C, 400 500 500 500
Uf) = 12 В; режим в цепи управления: форма напряжения трапецеидальная, tQ = 5 мкс, длитель- ность фронта 1 мкс, t/v=10 В, внутреннее сопротивление источника 5 + 1 Ом) Ток удержания /я» мА, не более (Т. = 25 °C, = 12 В, цепь управления разомкнута) Отпирающее напряжение управления Uqt, В, не более (С/р = 12 В, ток управления постоянный, , сопротивление цепи тока в открытом состоя- нии до 10 Ом): = Tjmm 7,5 220 П,5 11,0 11,0
Т, = 25 °C 5,0 5,0 5,0 5,0
Tj=Tjm 3,5 4,0 3,5 3,5
• Неотпирающее напряжение управления Uqd, В, 0,3 0,3 0,25 0,25
не менее (7у = Tjm, Up — 0,67 Uqrm, напряжение источника управления постоянное) Отпирающий ток управления Iqt, А, не более (условия, как для Uqt)’. т = т *j *jtnin Tj = 25 °C 0,45 0,6 0,6 0,6
0,15 0,3 0,3 0,3
т. = т 0,10 0,15 0,15 0,15
217
Продолжение табл. 11.17
Параметр
Т25 Т50
TIOO | Т160~
Время включения tgl, мкс, не более (Tj = 25 °C,
t/д = 100 В, 1т = 1тАУт’ параметры источника
управления, как для Itsm)
Время задержки rg(/, мкс, не более (условия,
как для tgt)
Время выключения tq, мкс, не более (7} = Tjnt,
dup/dt = —5 А/мкс, ly = iTAVnu Ur = 100 В>
t/д = 0,67 UDRM, duDldt = (duDldt)cru, длитель-
ность Ij- не менее 500 мкс, длительность t/д
ие менее 50 мкс, сопротивление источника t/д
до I кОм)
Заряд обратного восстановления Qrr, мкКл,
не более (Tj=Tjm, 1т=1таУш> длительность
1Т не менее 0,2 мс, diTidt = — 5 А/мкс, Ur = 100 В,
форма /у трапецеидальная)
Время обратного восстановления trr, мкс (ти-
повое значение) (условия, как для Qrr)
Критическая скорость нарастания напряжения
в закрытом состоянии (du[)!dt).rll, В/мкс, (7/ = Tim,
Uв = 0,67 Udrm, длительность t/д не менее
50 мкс, цепь управления разомкнута)
Тепловое сопротивление переход - корпус R/hjc,
°С/Вг, не более (постоянный ток)
Вероятность безотказной работы за 10000 ч
Масса, кг, не более
30—1501
10
5
30-250
120 300 350
10 15 15
20-1000
0,9 0,5 0,17
0,95
0,12 0,19 0,41
350
15
0,17
0,41
Таблица 11.18. Рекомендуемые охладители и нагрузочная способность тиристоров
Тип тиристора Тип охладителя iTAVnu при 7о = 40С (30 °C — вода) и Rthch, С/Вт
скорости воздуха 3 м/с скорости воздуха 6 м/с
Т25 ОМ-002 25 - 0,04
Т50 0171-80 - 50 0,03
TI00 0171-80 - 80 0,02
Т160 0171-80 - 100 0,02
ОМ-101 - 200 (3 л/мин)
Рис. 11.49. Габаритные и установочные размеры
О-Т25, Т50; б - TI00, TI60
тиристоров, мм:
219
Рис. 11.51. Предельно допустимые характеристики управляющего электрода
а- Т25, б- Т50, в-ТЮО, TI60
Кривая Скваж- ность Длительность импульса управления tQ, мс Мощность Рсд/, Вт
Т25 Т50 Т100, TI60
7 1 Постоянный ток 1,7 2,0 2,5
2 2 10 3,2 3,8 4,5
3 4 5 5,6 6,5 8,2
4 10 2 12 14 17
5 200 0,1 80 100 250
Рас. 11.52. Зависимости допустимой амплитуды ударного неповторяющегосн
тока в открытом состоянии Itsm от длительности перегрузки t при
7} =25 °C (/) и Tj = Tjm (2), С/я=0,8 URRM
П-Т25, 6-Т50, e-TlOO, г - Т160
220
Рис. 11.54. Типичные зависимости отпирающего тока управления от
длительности импульса управления t$ при Г; = Tjm (/), Т} =25 °C (2) и
7} = Т/мт (3), Up = 12 В для всех типов тиристоров § 11.4
Рис. 11.55. Зависимости времени задержки tgjt (/) и времени включения tgl, (2) от
амплитуды управляющего импульса ПРИ температуре перехода 25 °C,
1/р = 100 В, 1т — 1тлУт< 16 50 мкс, длительности фронта управляющего
импульса 1 мкс дли всех типов тиристоров § 11.4
Рис. 11.56. Зависимость времени выключении tqt от амплитуды тока в от-
крытом состоянии 1Т, при Г, = TJm, diT/dt = -5 А/мкс, UR = 100 В, UD =
= 0,67 Udrm, dup/dt = (dup/dt)cnt для всех типов тиристоров § 11.4
Рис. 11.57. Зависимость времени выключения tq* от скорости спада тока
в открытом состоянии — diT/dt при Г, = Tjm, 1Т= 1тлгт, UR= 100 В, Up =
= 0,67 UDRM, dup/dt = (dun!dt)crU для всех типов тиристоров § 11.4
Рис. 11.58. Зависимость времени выключении от обратного напря-
жения UR при Tj = Tjm, IT = ITAVm, duD[dt ={duDldt)cr,t, UDRM,
dif/dt = -5 А/мкс для всех типов тиристоров § 11.4
Рис. 11.60. Зависимости заряда обратного восстановления от скорости
спада тока в открытом состоянии —dij-ldt при Tj = Tj)V, UR=AW В:
а- Т25, б —Т50, в — Т100, Т160, 7 - /г=0,5 ITAVm* 2 ~ IT= ITAVm. 3 -1т =
= >.5 iTAVm
Рис. 11.61. Зависимости времени обратного восстановления trrt от скорости
спада тока в открытом/состояиии -dij-ldt при Tj = Tjm, Un = 100 В;
а - Т25, б - Т50, в - Т100,/Т160, 1 - 1т = 0,5 lTArm, 2-IT= ItaVm, 3 -1т =
= t5 iTAVm
Рис. 11.62. Зависимости критической
скорости нарастания напряжения в за-
крытом состоянии (du[>ldt)mt от-ампли-
туды напряжения в закрытом состоянии
£/ORM- при Tj = TJm для всех типов
тиристоров § 11.4 групп 1-6 по (dupl dt)cril
Рис. 11.63. Переходные тепловые сопротивления переход — корпус Z^hyIJC (/)
и переход-среда Z( (2)
а — Т25 (охладитель ОМ-002, И = 3 м/с), б — Т50 и в — Т100, Т160 (охла-
дитель 0171-80, и = 6 м/с)
223
11.5. ТИРИСТОРЫ ТИПОВ Т9-250, Т2-320, T3-320, Т500, Т630, Т800,
Т2-800, Т1000
Тиристоры типов Т9-250, Т2-320, Т500 (ТУ 16-529.793-73) *, T3-32O,
Т630, Т800, Т2-800, Т1000 (ТУ 16.529.863-74) * предназначены для при-
менения в высоковольтных блоках выпрямительно-инверторных под-
станций линий передачи постоянного тока, а также в цепях постоянно-
го и переменного тока различных силовых установок частоты до
500 Гц.
Тиристоры выпускаются в климатическом исполнении У, катего-
рии размещения 2 или Т, категории размещения 3 по ГОСТ 15150-69
и ГОСТ 15543-70. Тиристоры Т630, Т800, Т2-800 и Т1000 выпускаются
также в климатическом исполнении ХЛ, категории размещения 2.
Тиристоры допускают воздействие синусоидальной вибрации
в диапазоне частот 1 — 100 Гц с ускорением 49 м/с2 и многократные
удары длительностью 2 — 15 мс с ускорением 147 м/с2.
Анодом и катодом являются плоские основания, при этом поляр-
ность определяется с помощью символа, нанесенного на корпусе
тиристора.
Предельно допустимые значения параметров тиристоров приве-
дены в табл. 11.19, характеризующие параметры — в табл. 11.20, типы
рекомендуемых охладителей и нагрузочная способность тиристо-
ров — в табл. 11.21, зависимости параметров от различных условий —
на рис. 11.65—11.78, габаритные и присоединительные размеры тири-
сторов — на рис. 11.64.
* В новых разработках не применять.
Таблица 11.19. Предельно допустимые значения параметров тиристоров
Параметр Т9-250 Т2-320; T3-32O; Т500 Т630; Т800 Г2-800; Т1000
Повторяющееся импульсное напряжение в закрытом состоянии Udrm и повто- ряющееся импульсное обратное напряжение ^RRM’ в (диапазон температур от Г^и до TJm, импульсы напряжения однополупе- риодные синусоидальные, t = 10 мс,/= 50 Гц, цепь управления разомкнута) 400 — 1600 100 — 1400; 1600- 2400; 100 — 1600 1600 — 2400? 1000 — 1800 1800 — 2400; 1000 — 1800
Максимально допустимый средний ток в открытом состоянии Ij-лУпи А(ГС = 85 °C, ток однополупериодный синусоидальный угол проводимости Р = 180°, f = 50 Гц1 250 320; 320»; 500 630; 800 800; 1000
Действующий ток в открытом состоя- нии ItrmS А* (f~ 50 Гц) 400 785 1260; 1570 1260; 1570
224
Продолжение табл. II.19
Параметр Т9-250 Т2-320; Т3-320; Т500 Т630; Т800 Т2-800; Т1000
Ударный неповторяющийся ток в откры- 6,1 9,3; 14,3, 17,6
том состоянии Itsm, кА (ТОК однополу- 7,5; 15,4 19,8
периодный, синусоидальный, одиночный им- пульс //=10 мс, Цд = 0; режим в цепи управления: длительность фронта импульса до 1 мкс, Ux > 10 В, внутреннее сопро- тивление источника управления 5 ± 1 Ом, tG > 50 мкс, = 25 °C) То же при Tj — Tjm 5,5 10,4 8,5; 13; 16,
Критическая скорость нарастания тока 20- 6,8; 9,5 70- 14 20-200 18 40-200
в открытом состоянии (dirldt)crjt, А/мкс (Tj=TJf„, UD - 0,67UDRm, Тт^ИтАУт* /= 1 ч- 5 Гц, длительность воздействия 10 с, параметры источника управления, как для Itsm) Средняя мощность потерь на управляю- щем электроде PGAV> Вт (Tj = Tjm) Температура перехода, °C максимально допустимая TJm 200 тз-з 400; 20 — 100; 70 — 400 См. ри 20 - +11 с. 11.67 0 °C, ост альные
минимально допустимая TJmm Температура хранения, °C максимально допустимая Tstgm минимально допустимая Tslgm!n Осевое усилие сжатия, кН 8-12 +125 °C -50 60 -50 13-17**| 20-24 23-28
* При Тс = 75 °C.
** Для T3-32O - 10-14 кН.
Таблица 11.20. Характеризующие
параметры тиристоров
Параметр Т9-250 Т2-320; T3-320; Т500 Т630; Т800 Т2-800; Т1000
Импульсное напряжение в открытом со- 1,85 2,1; 2,3; 2,3;
стоянии 1>тм, В, |1е более (Ту = 25 °C, 2,3; 2,1 2,1’
Тг= 3,141-TAVm) 2,1
8 О. Г Чебовский и др. 225
Продолжение табл. 11.20
Параметр Т9-250 Т2-320; T3-32O; Т500 Т630 Т800 Т2-800; Т1000
Пороговое напряжение U-цто), В, не более 0,96 1,36; 1,35; 1,30;
(7}=Гуи) 1,08; 1,10 1,25
1,30
Дифференциальное сопротивление в откры- 1,2 0,9; 0,5; 0,4;
том состоянии гр, мОм, не более (Tj = Tjm) 1,22; 0,4 0,33
0,64
Повторяющийся импульсный ток в закры- 15 20; 50; 70;
том состоянии Idrm н повторяющийся им- 40; 50 70
пульсный обратный ток Irrm, мА, не более (Tj = Tim' UD~ UDRM, UR = Urrm) 20
Ток включения 1^, мА, не более (Tj = 25 °C, 350 580; 420; 400;
Vj) = 12 В; режим в цепи управления: форма 350; 420 400
напряжения трапецеидальная, tQ — 50 мкс, длительность фронта 1 мкс, Ux = 10 В, внут- реннее сопротивление источника 5 ± 1 Ом) 580
Ток удержания 1ц, мА, не более (7^ = 25 °C, 150 350; 200 200
12 В, цепь управления разомкнута) 100;
350
Отпирающее напряжение управления и$р9 В, не более (С/д == 12 В, ток управления постоян- ный, сопротивление цепи тока в открытом состоянии не более 10 Ом):
9,0 10,0 5,0 8,0
Tj = 25 °C 5,0 6,0 3,5 5,0
2,5 5,0 2,5 3,0
Неотпирающее напряжение управления Ugd, 0,5
В, ие менее (7) = 7)m, UD = 0,67 Udrm, напря- жение источника управления постоянное)
Отпирающий ток управления 1$р, А, не более (условия, как для UqT)-.
= T/mih 0,8 0,7 0,6 0,6
Tj = 25 °C 0,3 0,4 0,4 0,3
TJ = Tjm 0,2 0,3 0,3 0,2
Время включения tg{, мкс, не более 30 20; 30 30
(Tj = 25 °C, UD = 100 В, 1т= Ттлу, параметры 25;
источника управления, как для 1р$м) 20
Время задержки мкс, не более (ус- ловия, как для 5
Время выключения tq, мкс, не более 70- 100- 250 250
(Ti=Tim, А/мкс, Tr=lTAVm, 250 250;
Up — 100 В, Ud — 0,67 UdRM-> du^ldt — 250;
= (du[)ldt)crll, длительность /у нс менее 500 мкс, длительность Ujj не менее 50 мкс, сопро- тивление источника Ud до 1 кОм, Rq > 1 кОм) 100-250
Заряд обратного восстановления Qrr, мкКл, 440 300; 600; 600;
ие более (Tj—T^, 1р = 1рлУт> длительность 1р не меиее 0,2 мс, dip!dt= — 5 А/мкс, 220; 650 600
450
Ur~ 100 В, форма ip трапецеидальная)
226
Продолжение табл 11.20
Параметр Т9-250 Т2-32О; T3-32O; Т500 Т630, Т800 Т2-800, Т1000
Время обратного восстановления trn мкс, не более (условия, как для Qrr) 20 8; 15; 20 20; 25 20, 20
Критическая скорость нарастания напряже- ния в закрытом состоянии {du[)ldt}crit, В/мкс {Tj = Tjm, С/д = 0,67 Udrm, длительность С/д не менее 50 мкс, цепь управления разомкнута) 20- -1000 200 -1000
Тепловое сопротивление переход — корпус Rthjc, °С/Вт, не более (постоянный ток) 0,057 0,05; 0,04; 0,038 0,026 0,024', 0,021
Тепловое сопротивление переход —анодный вывод корпуса RthjcA, °С/Вт, не более (по- стоянный ток) . 0,07 0,05; 0,06; 0,05 0,045 0,042; 0,036
Тепловое сопротивление переход — катодный вывод корпуса RthjcK> °С/Вт, не более (по- стоянный ток) Вероятность безотказной работы за 10000 ч 0,30 0,15; 0,12; 0,15 0,95 0,06 0,055; 0,05
Масса, кг, не более 0,15 0,31 0,345 0,375
Таблица 11.21. Рекомендуемые охладители и нагрузочнаи способность тиристоров
Тип тиристора Тип охладителя ИлУт, ПРИ Та = 40 °C (30 °C — вода) и Rthch* С/Вт
скорости воздуха 12 м/с расходе воды 6 л/мин
Т9-250 ОА-013 ОА-020 150 200 - 0,01
T3-320 ОА-026 200 - 0,01
Т2-320 ОА-026 ОМ-103 260 480 0,01
Т500 0243-150 ОМ-104 430 780 0,01
Т630 0353-150 400
Т800 0353-150 480 —
Т2-800 0353-150 440 — 0,005
Т1000 0353-150 530
8*
227
Рис. 11.64. Габаритные н установочные размеры тиристоров, мм:
а - Т9-250, Т2-320, T3-32O, Т500; б - Т630, Т800, Т2-800, Т1000
Размер Т9-250 Т 3-320 Т2-320, Т500
Т>х 030 ± 1 040 + 1 040 ± 1
D 0 60 max 0 73 max 073 шах
А 19 ± 1 22 + 1 22 ± 1
dx h 2 отв. 02,7, 13+0,2 2 отв 02,7 13+0,2 2 отв 02,7 ! 3 + 0.2
о2 137 ± 5 315 + 5 164 ± 5
Т>2 031 ± 1 046 + 1 046+ 1
1 2 3«Т,В 1 2 3 ит,в 1,5 2,0 2,5Uy,Ъ 1,01,52,0 ит, В
1 2 3 цт,В 1 2 «Т,В 1,5 2,0 2,5 ит,В 1,0 1,5 2,0 Uy, В
Рис. 11.65. Предельные характеристики открытого состояния тиристоров ири
Tj =25 °C (/) и (2):
а- Т9-250; б-ТЗ-320; «-Т2-320; г-Т500; 0-Т630, е-Т800; ж-
Т2-800; з-ТЮОО
Рнс. 11.66. Зависимости допустимой амплитуды ударного неповторяющегося
тока в открытом состоянии Itsm от Длительности импульса t, при 7} = 25 °C (/)
Рис. 11.67. Предельно допустимые характеристики управляющего электрода:
а - Т9-25О, Т2-320, T3-320, Т500; б - Т630, Т800, Т2-800, Т1000
Кривая Скважность Длительность импульса управления !q, мс Мощность Ром,
а б
I 1 Постоянный ток 4 6
2 2 10,0 6,5 7
3 4 5,0 10 12
4 10 2,0 18 20
5 16,7 1,2 25 —
6 200 0,1 250 250
229
Рнс. 11.68. Зависимости допустимой амплитуды ударного иеповторяющегося
тока в открытом состоянии от длительности перегрузки t при =25’ С (/)
и ту = т (2), UR =0,8 URRM-
а - Т9-250, б - T3-32O, в - Т2-32О, г - Т500, д - Т630, е - Т800, ж - Т2-800;
з- Т1000
230
Рис. 11.69. Типичные зависимости от-
пирающего тока управления 1ат, от
длительности импульса управлении
ta при Tj = TJm (/), Tj =25 °C (2) и
TJ ~ TJ"m (-’) l/д = 12 В Для всех
типов тиристоров § 11.5
Ml
Рис. 11.71. Зависимости времени выключения t4, от амплитуды тока в открытом
состоянии 1Т, при Tj — Tjm, dif/dt^-S А/мкс, Ur = 100 В, С/д =0,67 С/дм/,
duD)dt = (duD I di)cr„
a - T9-250; 6 - T3-320, в - T2-320, T500; г - T630; д - T800, T2-800; e - T1000
Aj#
7,2
7,(7
0.8
0 5 10 -cUt/^A/mkc
Рис. 11.72. Зависимости времени выключения
tq* от скорости спада ток а в открытом сос-
тоянии -diT!dt при r=TJm, IT = lTAVm,
C/jj = 100 В, С/д =0,67 С/дм/. du[)ldt =
= (duDldi)cnt-.
а - Т9-250, Т2-320, Т500; б - T3-320; в - Т630,
Т800; г — Т2-800, Т1000
М
7,/7
0,9
0,8
0,7
О,6
0 200 00 duB/M, В/мкс
Рис. 11.73. Зависимости времени выключения от скорости нарастания
напряжения в закрытом состоянии du^fdt ири Tj=Tjm, С/Л = 100 в, /г =
— 1тлупь dirldt — -5 А/мкс, с/д =0,67 С/дм/:
а - Т9-250, T3-320, Т2-320, Т500; б - Т630, Т800, Т2-800, Т1000
232
a) x
Рис. 11.74. Зависимости времени выключения от обратного напряжения
Цк при Ir = lTAVm< duDldt-(dUDldt)mt, UD =0,67 Udrm,
dirldt =-5 А/мкс:
a —T9-250, б- T3-320; «-Т2-320; г - T500; д - T630, T800, T2-800, T1000
Рис. 11.75. Зависимости заряда обратного восстановления Qrn от скорости
спада тока в открытом состоянии —di^dt нри Tj = Tjm, Ur = 100 В:
а - Т9-250, T3-320, Т2-320, Т500; б - Т630, Т800; в - Т2-800, Т1000; 1 -
1т=в,5 I-TAVm', 2 - 1т= lTAVm> 3-1Т= 1,5 IrAVm
233
и ч- 8 12-ит/й±,А/мкс 0 10 20 ~Мт№;,А/ию 0 </ 8-diT/dt,А/мкс
Рис. 11.76. Зависимости времени обратного восстановления trr* от скорости
спада тока в открытом состояния —dirldt при Tj = TJm UR = 100 В:
а - Т9-250, T3-32O, Т2-320, Т500, б - Т630, Т800, в - Т2-800, Т1000, 1-
1т=0,5 lTAVm~ 2 - IT- iTAVm^ J - 1у = 1,5 IrAVm
Рис. 11.77. Зависимости критической скорости иарастания напряжения в закрытом
состоянии (duD[dt)cril от амплитуды напряжения в закрытом состоянии
VDRM, при Tj = TJm, группы 1-6 по (duDldt)cr,t
а — Т9-250, Т2-320, Т500, б-ТЗ-320, в - Тб30, Т800, Т2-800, Т1000
234
Рис. 11.78. Переходные тепловые сопротивления переход — корпус (5) и
нереход-среда Z, нри скоростях охлаждающего воздуха 0 м/с (/), 3 м/с (2),
( )IJa 6 м/с (5) и 12 м/с (4):
а — Т9-250 (охладитель ОА-020), б — T3-320 (охладитель ОА-026), в — Т2-320
(охладитель ОА-026), г - Т630, Т800 (охладитель 0353-150), д - Т2-800
(охладитель 0353-160); е - Т1000 (охладитель 0353-160), ж - Т500 (охладитель
0243-150)
235
РАЗДЕЛ 12
ТИРИСТОРЫ (НИЗКОЧАСТОТНЫЕ) ЛАВИННЫЕ
12.1. ТИРИСТОРЫ ТИПОВ ТЛ171-250, ТЛ171-320
Тиристоры типов ТЛ171-250 и ТЛ171-320 (ТУ 16-729.229-79) при-
меняются в статических преобразователях электроэнергии, а также
в других цепях постоянного и переменного тока частотой до 500 Гц.
Они могут быть применены без дополнительных мер защиты в усло-
виях возникновения определенных обратных напряжений.
Тиристоры допускают эксплуатацию при температуре окружаю-
щей среды от -60 до +40 °C, атмосферном давлении 0,085 — 0,105
МПа, относительной влажности 98 % при 35 °C.
Климатические исполнения и категория размещения У2, ХЛ2, Т2
по ГОСТ 15150-69 и ГОСТ 15543-70.
Тиристоры допускают воздействие синусоидальной вибрации
в диапазоне частот 1 — 100 Гц с ускорением 49 м/с2 и одиночных уда-
ров длительностью 50 мс с ускорением 39,2 м/с2.
Тиристоры выпускаются в штыревом исполнении с гибким ос-
новным выводом. Анодом тиристора является медное основание кор-
пуса, катодом — гибкий основной вывод.
Предельно допустимые значения параметров тиристоров приве-
дены в табл. 12.1, характеризующие параметры — в табл. 12.2, типы
рекомендуемых охладителей и нагрузочная способность тиристо-
ров — в табл. 12.3, зависимости параметров от различных условий —
на рис. 12.2 — 12.11, габаритные и присоединительные размеры тири-
сторов — на рис. 12.1.
Таблица 12 1. Предельно допустимые значения параметров тиристоров
Параметр ТЛ171-250 ТЛ171-320
Повторяющееся импульсное напряжение в закрытом 700- 1100
состоянии Udrm н повторяющееся импульсное образное напряжение Urrm, ® (диапазон температур от TJmm до Tjm, импульсы напряжения однополупериодные си- нусоидальные, /=10 мс, f= 50 Гц, цепь управления разомкнута) Максимально допустимый средний ток в открытом 250 320
состоянии 1тАУт> А (Те = 100 °C, ток однополупериодный синусоидальный, угол проводимости р = 180°, f = 50 Гц) Действующий ток в открытом состоянии ItRMS> 390 500
А (/= 50 Гц) Ударный неповторяющийся ток в открытом состоянии 7,5 8,2
Itsm* кА (ток однополупериодный синусоидальный, одиночный импульс t, — 10 мс, Ur — Q; режим в цепи управления: длительность фронта импульса 1 мкс, Ux > 10 В, внутреннее сопротивление источника управ- ления 5 + 1 Ом, tQ > 50 мкс, Tj — 25 °C) То же прн Tj = Tjm 6,8 7,5
236
Продолжение табл 12 /
Параметр ТЛ171-250|ТЛ171-320
Критическая скорость нарастания тока в открытом состоянии (diTldi)crit, А/мкс (Т, = Tjm, Ud = 0,67 Udrm, 1т<21тЛУт-> / = 1 5 Гц, длительность воздействия 10 с, параметры источника управления, как для Itsm) Ударная мощность в обратном непроводящем со- стоянии Prsm, кВт (Т) = Tjm, ток синусоидальный, оди- ночные импульсы, длительность импульса обратного тока 10 мкс на уровне 0,5 амплитудного значения) Средняя мощность потерь на управляющем электроде pGAV> Вт (Tj = Tjm) Температура перехода, °C максимально допустимая Tjm минимально допустимая Tjmin Температура хранения, °C: максимально допустимая Tstgm минимально допустимая Tstgmin Крутящий момент, Н • м Таб шца 12 2. Характеризующие параметры п 100 40 См. рис. 12 3 140 -60 60 -60 50 + 10 ристоров
Параметр ТЛ171-250 ТЛ171-320
Импульсное напряжение в открытом состоянии Utm<
В, не более (Tj — 25 °C, /у = 3,14
Пороговое напряжение Цт(ТО)< В, не более (Tj = TJm)
Дифференциальное сопротивление в открытом состоя-
нии гт, мОм, не более (7}= Tjm)
Повторяющийся импульсный ток в закрытом состоя-
нии Iqrm и повторяющийся импульсный обратный ток
IRRM’ мА> не более (Tj = Tlm, UD = UDRM, UR = Urrm)
Ток включения 1^, мА, ие более (Tj — 25 °C, Ud = 12 В;
режим в цепи управления: форма напряжения трапецеи-
дальная, tQ = 10 мкс, длительность фронта 1 мкс„
U* = 10 В, внутреннее сопротивление источника 5 Ом)
Ток удержания мА, не более (Г, = 25 °C,
Ud= 12 В, цепь управления разомкнута)
Отпирающее напряжение управления Uqt, В, не более
(Ud — 12 В, ток управления постоянный, сопротивление
цепи тока в открытом состоянии не более 10 Ом).
2} = Тцпт
Tj = 25 °C
Неотпирающее напряжение управления Uqd, В» не
менее (Tj = Tjm, Ud — 0,67 Udrm, напряжение источника
управления постоянное)
Отпирающий ток управления А, не более (ус-
ловия, как для Uqt).
Tj — Tjmtn
Tj = 25 °C
Заряд обратного восстановления Qrr, мкКл, не более
(Ту = Tjm, Ij’ = /7^ упь длительность I? > 0,2 мс, di^dt =
= —50 А/мкс, Ur = 100 В, форма iT трапецеидальная)
2,05 1,65
1,0 0,9
1,43 0,72
35
500
200
6,0
3,0
0,4
0,6
0,25
550
237
Продо чжеиие ma6i. 12.2
Параметр
ТЛ171-250 ТЛ171-320
Время обратного восстановления /гг, мкс, не более
(условия, как для Qrr)
Критическая скорость нарастания напряжения в закры-
том состоянии [duo! &}Сгф В/мкс (Tj — Tjm,
Vf) = 0,67 Udrm* начальное напряжение ноль, цепь управ-
ления разомкнута)
Тепловое сопротивление переход-корпус Rthjc* °С/Вт,
не более (постоянный ток)
Вероятность безотказной работы за 10 000 ч
Масса, кг, не более
6,0
320-1000
0,085
0,9
0,51
Рис. 12.1. Габаритные и установочные размеры тиристоров ТЛ171-250,
ТЛ171-320
Рис. 12.2. Предельные характеристики открытого состояния тиристоров при
Tj = 25°C (/) и Т}^Т}т (2):
а — ТЛ171-250; 6-ТЛ171-320
Рис. 12.3. Предельно допустимые характеристики управляющего электрода
для всех типов тиристоров § 12.1
Кривая Скважность Длительность импульса управления tQ, мс Мощность PGM> Вт
/ 1 Постоянный ток 2
2 2 10 4
3 5 4 10
4 40 0,5 80
238
Таблица 12 3. Рекомендуемые охладители и нагрузочная способность тиристоров
Тип тиристора Тип охладителя IrAVm, А> при Та = 40 °C и Rlhch, °С/Вт
естественном охлаждении скорости воздуха 6 м/с
ТЛ171-250 0281-80 65 138
0181-110 92 171 0,05
ТЛ171-320 0281-80 78 171
- 0181-110 111 214
тока в открытом состоянии от Длительности перегрузки t нри
Tj = 25 С (/) и Tj = TJm (2), UR = 0,8 URRM:
а —ТЛ171-250; 6-ТЛ171-320
Рис. 12.5. Зависимости допустимой амплитуды ударного неповторяющегося
тока в открытом состоянии Itsm от Длительности импульса 1/ при Т = 25 °C (/)
и Г, = Tjm (2), UR = 0:
а — ТЛ171-250; 6-ТЛ171-320
Рис. 12.6. Типичные зависимости от-
пирающего тока управления IGr* от
длительности импульса управления
lG яри Tj = TJmin (/), 7^ = 25 °C (2),
Up = 12 В для всех типов тири-
сторов § 12.1
Рис. 12.7. Зависимость допустимой
ударной мощности потерь в обратном
непроводящем состоянии Prsm от
длительности одиночных импульсов
тока tp синусоидальной формы при
Т = Т для всех типов тиристоров
§ 12.1
Рис. 12.8. Зависимости заряда обратного восстаиовлеиия Q„ от скорости
сиада тока в открытом состоянян —diTjdt при Т. = T.m, Ur = 100 В:
а —ТЛ171-250, 6-ТЛ171-320, 7-7r = 0,5 ITAVm, 2-IT=ITAVm, 3 - IT =
= 1,5 IrAVm
Рис. 12.9. Зависимости времени обратного восстановления trr от скорости сиада
тока в открытом состоянии —difldt при Tj = TJin, Ur = 100 В:
а —ТЛ171-250; 6-ТЛ171-320; 1-1т= 0,5 1ТАУп,< 2-IT=ITAvm', 3-1Т =
= 1.5 ITAVm
Рис. 12.10. Зависимость критической
скорости иарастаиня напряжения в
закрытом состоянии (duр/dt)crit от
амплитуды напряжения в закрытом
состоянии UDRM, при Tj = Tjm для
групп 5-7 по (dufil dt)crit для всех
типов тиристоров § 12.1
240
Рис. 12.11. Переходные тепловые сопротивлении переход — корпус Z^hfijc (5)
и переход — среда Z^lja при скоростях охлаждающего воздуха 0 м/с (У)
3 м/с (2), 6 м/с (3) и 12 м/с (4) для всех типов тиристоров § 12.1:
а — охладитель 0281-80; б — охладитель 0181-110
12.2. ТИРИСТОРЫ ТИПОВ ТЛ2-160, ТЛ2-200, ТЛ4-250
' Тиристоры типов ТЛ2-160, ТЛ2-200, ТЛ4-250 (ТУ 16-529.766-77)*
применяются в цепях постоянного и переменного тока частотой до 500
Гц различных установок, например в регулируемых выпрямителях
др.
Тиристоры допускают эксплуатацию при температуре окружаю-
щей среды от -50 до +40 °C, нижнем предельном атмосферном давле-
нии до 0,085 МПа, относительной влажности до 98 % при 35 °C
Климатические исполнения и категории размещения У2, ТЗ по
ГОСТ 15150-69 и ГОСТ 15543-70.
Тиристоры допускаю воздействие синусоидальных вибраций
в диапазоне частот 5—100 Гц с ускорением 49 м/с2, многократные
удары с ускорением 117,6 м/с2
Тиристоры выпускаются в штыревом исполнении с гибким ос-
новным выводом. Анодом тиристоров является медное основание кор-
пуса, катодом — гибкий основной вывод.
Предельно допустимые значения параметров тиристоров приве-
дены в табл. 12.4, характеризующие параметры — в табл. 12.5, типы
рекомендуемых охладителей и нагрузочная способность тиристо-
ров — в табл 12.6, зависимости параметров от различных условий —
на рис 12.13 — 12.20, габаритные и присоединительные размеры тири-
сторов — на рис. 12.12
* В новых разработках не применять
241
Таблица 12.4. Предельно допустимые значении параметров тиристоров
Параметр
ТЛ2-160 ТЛ2-200 ТЛ4-250
Повторяющееся импульсное напряжение в
закрытом состоянии Udrm и повторяющееся
импульсное обратное напряжение В
(диапазон температур от Tjmm до Tjmt им-
пульсы напряжения однополупериодные си-
нусоидальные, / = 10 мс, f = 50 Гц, цепь уп-
равления разомкнута)
Максимально допустимый средний ток в от-
крытом состоянии 1тА¥т> А (Гс= 85 °C, ток
однополупериодный синусоидальный, угол
проводимости р = 180°, /= 50 Гц)
Действующий ток в открытом состоянии
ITRMS, А(/'=50 Гц)
Ударный неповторяющийся ток в открытом
состоянии Itsm* rA (ток однополупериодный
синусоидальный, одиночный импульс tt = 10 мс,
Ur = 0; режим в цепи управления: длитель-
ность фронта импульса 1 мкс, С7Х > 10 В,
внутреннее сопротивление источника управле-
ния 5 + 1 Ом, tG > 20 мкс, Т} = 25 °C)
То же При Tj = Tjm
Критическая скорость нарастания тока в от-
крытом состоянии {dirldt)crit, А/мкс (Т =
— Udrm> Ar < 2 iTAVm* f = I *5 Гц, дли-
тельность воздействия 10 с, параметры ис-
точника управления, как для Itsm)'
для группы 3 (классы 4 — 6)
для группы 2 (классы 7—11)
Температура перехода, °C:
максимально допустимая Tjm
минимально допустимая Tjmin
Температура хранения, °C:
максимально допустимая Tstgrn
минимально допустимая T5tgmm
Крутящий момент, Н • м
400-1100
160 (95 °C) 200 250
251 314 390
3,9 4,5 4,8
3,5 4,0 4,5
70
40
140
-50
60
-5°
40 + 8 50 ± 10
Таблица 12.5. Характеризующие параметры тиристоров
Параметр ТЛ2-160 ТЛ2-200 ТЛ4-250
Импульсное напряжение в открытом состоянии итм, В, не более = 25 “С, 1т = 3,14 ITAVm) 1,9 1,6 1,8
Пороговое напряжение Ut(TO). В, ие более 1,15 0,9 1,35
Дифференциальное сопротивление в открытом состоянии гт, мОм, не более (7)= 7)т) 1,05 0,9 0,38
Повторяющийся импульсный ток в закрытом состоянии Idrm и повторяющийся импульсный обратный ток Irrm, мА, ие более (7) = Tjm, UВ = Udrm, Ur = Urrm) 20 40
242
Продолжение табл. 12. $
Параметр
Т Л2-1601Т Л2-2001Т Л4-25 о
Ток включения 1р, мА, не более (Г, = 25 °C,
Up = 12 В; режим в цепи управления: форма на-
пряжения трапецеидальная, tQ = 20 мкс, длитель-
ность фронта 1 мкс, С7Л=10 В, внутреннее со-
противление источника 5 + 1 Ом)
Ток удержания 1ц, мА, не более {Tj = 25 °C,
Up = 12 В, цепь управления разомкнута)
Отпирающее напряжение управления Uqt* В, не
более {Up = 12 В, ток управления постоянный,
сопротивление цепи тока в открытом состоянии
до 10 Ом):
Т = Т
J jnun
Tj = 25 °C
Неотпирающее напряжение управления Uqp, В,
не менее {Tj = Tjm, Up — Uprm> напряжение источ-
ника управления постоянное).
Отпирающий ток управления Iqt^ А, не более
(условия, как для UqtT
т — т
Jj 1 jmin
Tj = 25 °C
Время включения tgti мкс, не более (7} = 25 °C,
Up = 100 В, I? = ItaVhu параметры источника уп-
равления, как для Itsm)
Время задержки мкс, не более (условия,
как для tgt)
Время выключения tq, мкс, не более (7) = Т/т,
dipldt — — 5 А/мкс, 1т= Ur~ 100 В,
Up = 0,67 UppM, dupldt = {dupldt)crit, длительность
It не менее 500 мкс, длительность Up не менее
50 мкс, сопротивление источника Up до 1 кОм)
Критическая скорость нарастания напряжения
в закрытом состоянии {dup/dt)cri-lf В/мкс (Tj = 7}w,
Up — 0,67 UpRM, длительность Up до 50 мкс,
цепь управления разомкнута)
Тепловое сопротивление переход —корпус Rthjc*
®С/Вт, не более (постоянный ток)
Вероятность безотказной работы за 10000 ч
Масса, кг, не более
1200
300
10 10 5
5 5 6
0,25
0,6 I 0,6 I 0,8
0,28 I 0,28 I 0,4
15
5 I 5 I 8
70—250
50-1000 50-1000 20-1000
0,18 0,18 0,13
0,42 0,9 0,42 0,7
Таблица 12.6. Рекомендуемые охладители и нагрузочная способность тиристоров
Тип тиристора Тип охладителя 1ТЛ Vm, А, прн Тл = 40°С и скорости воздуха 6 м/с Rthcht С/Вт
ТЛ2-160 ТЛ2-200 ОА-027 117 0,05 0,05
ТЛ2-160 ТЛ2-200 0171-80 141 141 0,07 0,07
ТЛ4-250 ОА-016 155 0,04
243
Рис. 12.12. Габаритные и установочные размеры тиристоров:
а- ТЛ2-160, ТЛ2-200, б - ТЛ4-250
Рис. 12.13. Предельные характеристики открытого состояния тиристоров при
Ту=25»С (/) и 7} = 7>, (2)'
а —ТЛ2-160, б- ТЛ2-200, в - ТЛ4-250
244
Рис. 12.14. Типичные зависимости отпирающего тока управления Iqt* от
длительности импульса управления tQ при Т. = Tjm (/), Tj = 25 °C (2), Т, = Tjmin (3),
UD = 12 В:
а- ТЛ2-160, ТЛ2-200; б - ТЛ4-250
ударной мощности потерь в обратном
4>ис. 12.15. Зависимости
венроводящем состоянии
tp синусоидальной формы при 7) = т„„
а - ТЛ2-160, б- ТЛ2-200, в - ТЛ4-250
допустимой
Prsm от длительности одиночных импульсов тока
Sec. 12.16. Зависимости времени обратного восстановления trr от скорости
СНада тока в открытом состоянии — diy/dt при Tj = Tjm, Ur = 100 В, It = Itavw.
' а —ТЛ2-160; 6-ТЛ2-200; в - ТЛ4-250 (отн ед)
Группа no tq................................. 4 3 2 1
Коэффициент умножения (для ТЛ2-160 и ТЛ2-200) 1 1,2 1,5 1,8
245
Рис. 12.17. Зависимости заряда обратного восстановления Qrr, от скорости
спада тока в открытом состоянии —diT!dt при 7) = TJm, UR = 100 В:
3 ~ 1Т = 2 1тлгт'< 2 — If~ 1тлУт'> 3 — Ij- = 0,5 1тлУт< а ~ ТЛ2-160; б — ТЛ2-200;
в - ТЛ4-250
Группа по tq................................. 4 3 2 1
Коэффициент умножения (для ТЛ2-160 и ТЛ2-200) 1 1,5 2 2,5
Рис. 12.18. Предельно допустимые характеристики управляющего электрода:
а - ТЛ2-160, ТЛ2-200; б - ТЛ4-250
Кривая Скважность Длительность импульса управления мс Мощность Pqm, Вт
1 1 Постоянный ток 2,5(3,0)*
2 2 7 10 4,5 (5,4)*
3 4 5 8,2(10)*
4 10 2 17,5(21)*
5 200 0,1 250(250)*
* В скобках для ТЛ4-250.
246
Рис. 12.19. Зависимости критической скорости нарастания напряжения в закрытом
состоянии (dualdt)cni от амплитуды напряжения в закрытом состоянии Udrm*
при Tj = TJm для групп 1-6 по (duDjdt)crll-.
я — ТЛ2-160, ТЛ2-200; б - ТЛ4-250
Рис. 12.20. Переходные теиловые сопротивления нереход-корпус Z(th)tjc W 11
переход-среда Z(th)tja ПРИ скоростях охлаждающего воздуха 0 м/с (I), 6 м/с (2)
и 12 м/с (3):
а — ТЛ2-160, ТЛ2-200 (охладитель ОА-027, 0171-80); б — ТЛ4-250 (охладитель
ОА-016)
247
РАЗДЕЛ 13
ТИРИСТОРЫ БЫСТРОДЕЙСТВУЮЩИЕ
13.1. ТИРИСТОРЫ ТИПОВ ТБ151-50, ТБ151-63, ТБ161-80, ТБ161-100,
ТБ171-160, ТБ171-200
Тиристоры типов ТБ151-50, ТБ151-63,ТБ161-80, ТБ161-100,
ТБ171-160, ТБ171-200 (ТУ 16-729.230-79) применяются в преобразовате-
лях электроэнергии, а также в других цепях постоянного и переменно-
го тока различных силовых установок, в которых требуются в первую
очередь малые времена выключения и включения, а также высокие
критические скорости нарастания напряжения в закрытом состоянии
и тока в открытом состоянии.
Тиристоры отличаются высокой нагрузочной способностью по то-
ку при высоких частотах.
Тиристоры допускают эксплуатацию при температуре окружаю-
щей среды от -60 до +40 °C, атмосферном давлении 0,085 — 0,105
МПа, относительной влажности 98 % при 35 °C.
Климатические исполнения и категория размещения У2, ХЛ2, Т2
по ГОСТ 15150-69, ГОСТ 15543-70.
Тиристоры допускают воздействие синусоидальных вибраций
в диапазоне частот 1 — 100 Гц с ускорением 49 м/с2 и одиночных уда-
ров длительностью 50 мс с ускорением 39,2 м/с2.
Тиристоры выпускаются в штыревом исполнении. Анодом являет-
ся медное основание корпуса, катодом — основной гибкий вывод.
Предельно допустимые значения параметров тиристоров приве-
дены в табл. 13.1, характеризующие параметры — в табл. 13.2, типы
рекомендуемых охладителей и нагрузочная способность тиристо-
ров — в табл. 13.3, зависимости параметров от различных условий —
на рис. 13.2 — 13.17, габаритные и присоединительные размеры тири-
сторов — на рис. 13.1.
Таблица 13 1. Предельно допустимые значения иараметров тиристоров
Параметр ТБ151-50, ТБ151-63 ТБ161-80, ТБ161-100 ТБ171-160; ТБ 171-200
Повторяющееся импульсное напряжение в
закрытом состоянии Udrm и повторяющееся
импульсное обратное напряжение Urrm, В
(диапазон температур от Т]тт до Т]т, им-
пульсы напряжения однополупериодные си-
нусоидальные, 1=10 мс, f = 50 Гц, цепь
управления разомкнута)
Максимально допустимый средний ток в от-
крытом состоянии If a Vm< А (Тс = 85 °C, ток
однополупериодный синусоидальный, угол
проводимости Р = 180°, f — 50 Гц)
500-1200
50; 80; 160;
63 100 200
248
Продолжение табл. 13.1
Параметр ТБ151-5О; ТБ151-63 ГБ161-80; ТБ161-100 ГБ171-160; ТБ171-200
Действующий ток в открытом состоянии Itrms* А (/"=40 Гц) 78; 99 126; 157 251; 314
Ударный неповторяющийся ток в откры- том состоянии Itsm> кА (ток однополупериод- ный, синусоидальный, одиночный импульс ti — 10 мс, Ur = 0; режим в цепи управления: длительность фронта импульса 5 мкс, С7Х > 10 В, внутреннее сопротивление источ- ника управления 10 Ом, Tj = 25 °C) 1,1; 1,2 2,4; 2,7 4,5; 5,5
То же при Tj = TJm 1,0; 1,1 2,2; 2,5 4,0; 5,2
Критическая скорость нарастания тока в открытом состоянии (diTl А/мкс (Tj=Tjrtb = UdRM> ITAVm* f— 1 4- 5 Гц, длительность воздействия 10 с, параметры источника управления, как для Itsm) 400 800 800
Средняя мощность потерь на управляющем электроде PGAy, Вт(7}=Т,^) См. рис. 13 5
Температура перехода, °C: максимально допустимая Tjm минимально допустимая Tjmm 125 -60
Температура хранения, С: максимально допустимая Tstgm минимально допустимая Tstgrnm 60 -60
Крутящий момент, Н • м 15 + 3 | 30 ± 6 50 ± 10
Таблица 13.2. Характеризующие параметры тиристоров
Параметр ТБ151-50, ТБ151-63 ТБ161-80, ТБ161-100 ТБ171-160; ТБ171-200.
Импульсное напряжение в открытом со- 2,50; 2,60, 2,0,
стоянии Птм< 8, не более (7J = 25 °C, 1т= ЬМИ-ЛУнд 2,15 2,15 1,75
Пороговое напряжение Ut(TO)^ не более 1,56; 1,45; 1,35;
(Tj=T,m) 1,40 1,35 1,15
Дифференциальное сопротивление в откры- 7,5; 5,3; 1,75;
том состоянии г-р, мОм, не более (7} = 7}т) 3,75 2,64 1,05
Повторяющийся импульсный ток в закры- том состоянии Idrm и повторяющийся им- пульсный обратный ток мА, не более {Tj = Tjm, UD = UDRM, UR = URRM) 20 30 40
249
Продолжение табл 13 2
Параметр ТБ151-50, ТБ151-63 ТБ161-80, ТБ161-100 ТБ171-160, ТБ171-200
Ток включения 1^ мА, не более (Tj = 25 °C, 300 400 500
UD = 12 В, режим в цепи управления фор- ма напряжения трапецеидальная, Iq = 10 мкс, длительность фронта 1 мкс, С7Х = 10 В, внут- реннее сопротивление источника 10 Ом) Ток удержания Iff, мА, не более (7} = 25 °C, 200 250 300
Up = 12 В, цепь управления разомкнута) Отпирающее напряжение управления Uqt, В, не более (С7/)=12 В, ток управления по- стоянный, сопротивление цепи тока в откры- том состоянии до 3 Ом) 7 = 7 = 25 °C Неотпирающее напряжение управления Uqd, В, ие менее (Tj — TJrn, Ujy — 0,67 Uqrm, на- пряжение источника управления постоянное) Отпирающий ток управления 1&р, А, не более (условия, как для и&р) 0,4 5,0 2,5 0,2 0,5 0,75
Tj = 25 °C 0,12 0,15 0,25
Время включения tgt, мкс, не более (Tj — 25 °C, Ujj = 300 В, Ip — Itavm, пара- метры источника управления, как для Itsm) Время задержки tgj, мкс, не более (ус- ловия, как для lgt) Время выключения tq, мкс, не более 1 16-32 2 20-50
(Т)= Tjm, dif/dt= -10 А/мкс, Тг~ ТгЛУт< UR = 100 В, и в = 0,67 UDRM, duD/dt - 50 В/мкс, длительность Ij- ие менее 500 мкс, дли- тельность UD не менее 50 мкс, сопротивле- ние источника Ub до 1 кОм) Заряд обратного восстановления Qrr, мкКл, 60 80 100
не более (Tj = T.m, 1т=^ТЛУт< длительность не менее 0,2 мс, dij-!dt=— 50 А/мкс, UR = 100 В, форма if трапецеидальная) Время обратного восстановления trr, мкс, 2,0 2,5 2,8
не более (условия, как для Qrr) Критическая скорость нарастания напряже- ния в закрытом состоянии (duBldt)cnt, В/мкс, (Tj = Tjm, Ub = 0,67 Ubrm> длительность Ub не менее 50 мкс, цепь управления разомк- нута) Тепловое сопротивление переход — корпус 0,32 200-1000 0,20 0,12
Rth.c, °С/Вт, не более (постоянный ток) Вероятность безотказной работы за 10000 ч Масса, кг, ие более 0,18 0,9 0,29 1 0,51
250
Таблица 13 3 Рекомендуемые охладители я нагрузочная снособность тиристоров
Тип тиристора Тип охладителя h-AVw А> при 7^ = 40 °C и ЛлсА. °С/Вт
естественном охлаждении скорости воздуха 6 м/с
ТБ151-50 ТБ151-63 0151-80 20 24 34 41 0,2
ТБ161-80 ТБ161-100 0161-80 30 37 61 75 0,07
ТБ171-160 ТБ 171-200 0181-110 62 76 115 140 0,05
Рнс. 13.1. Габаритные н установочные размеры тиристоров ТБ151-50, ТБ151-63,
ТБ161-80, ТБ161-100, ТБ171-160, ТБ171-200, мм
Размер ТБ151-50, ТБ151-63 ТБ161-80, ТБ161-100 ТБ171-160, ТБ171-200
D 0 30,5 035,5 045,5
Е 27 32 41
I 66 max 82 max 85 max
Мх 18 22 24
N 18 13 19
о. 150 + 15 200 ± 20 250 ± 25
о2 200 ± 20 250 ± 20 300 ± 30
rt 08,4 010,5 012,5
W М12 М16 х 1,5 М24 х 1,5
251
Рнс. 13.2. Предельные характе-
ристики открытого состояния ти-
ристоров при Tj = 25 °C (/) и
Tj = Tjm (2)
а-ТБ151-50, б-ТБ151-63, в-
ТБ161-80, г- ТБ161-100, д-
ТБ171-160, е-ТБ171-200
Рнс. 13.3. Зависимости допустимой амплитуды ударного неповторяющегося
тока в открытом состоянии Itsm от длительности импульса (, при Tj = 25 °C (/)
и Tj = T/m (2), UR = 0-.
а —ТБ151-50, б- ТБ151-63; «-ТБ161-8О; г-ТБ161-100, Й-ТБ171-16О; е-
ТБ171-200
252
Рнс. 13.4. Зависимости допустимой амплитуды ударного неповторяющегося
тока в открытом состоянии Itsm от длительности перегрузки t при Tj = 25 °C (7)
н rj = Tjm (2), Ur = 0,8 URRM
а- ТБ151-50, б —ТБ151-63, «-ТБ161-80, г-ТБ161-100, d-TB171-160, e-
ТБ171-200
Рнс. 13.5. Предельно допустимые
характеристики управляющего элек-
трода:
а- ТБ151-50, ТБ151-63, б-
ТБ161-80, ТБ161-100, в —ТБ171-160,
ТБ 171-200
Кривая Скважность Длительность импульса управления мс Мощность Вт
1 1 Постоянный ток 2
2 2 10 4
3 5 4 10
4 40 0,5 80
253
Рис. 13.6. Типичные зависимости отпирающего тока управления от дли
тельмости импульса управления Iq при Tj = Tjmm (/), Tj = 25°С (2), UD = 12 В*
Д-ТБ151-5О, ТБ151-63, б - ТБ161-80, ТБ161-100, в - ТБ171-160, ТБ171-200
Рис. 13.7. Зависимости времени задержки tgj* (/) и времени включения tg^ (2)
от амплитуды управляющего импульса Ifgm пРи 7} = 25°С, С/р = 300 В,
1т~1тАУт> !G = Ю мкс, длительности фронта управляющего импульса 1 мкс;
а —ТБ151-50, ТБ151-63, б - ТБ161-80, ТБ161-100, в - ТБ171-160, ТБ171-200
Л-ТБ151-50, ТБ151-63, 6-ТБ161-80,
Рис. 13.8. Зависимости времени вы-
ключения от амплитуды тока в
открытом СОСТОЯНИИ 1т! 1тл Уш ПРИ
= Tjm, diT[dt = -W А/мкс, Ur =
= 100 В, Uj) =0,67 UDRM^ du[)ldt =
= 50 В/мкс:
ТБ161-100, в - ТБ171-160, ТБ171-200
254
Рис. 13.9. Зависимости времени выключения от скорости спада тока
в открытом состоянии —dij'/dt при Tj=TJtn, 1т~1тАУпъ Ur — ЮО В, Up =
= 0,67 du£}]dt = 5§ В/мкс:
я —ТБ151-50, ТБ151-63; б-ТБ161-8О, ТБ161-100, в — ТБ171-160, ТБ171-200
Рис. 13.10. Зависимость времени выключения tq* or обратного напряжения
Ur ПРИ Tj — Tjm., 1т~ТтАУт) dii[)ldt — 5§ В/мкс, 7/р = 0,67 dij-ldt =
= -10 А/мкс:
Й-ТБ151-5О, ТБ151-63, €7— ТБ161-80, ТБ161-100, в — ТБ171-160, ТБ171-200
Рис. 13.11. Зависимости времени выключения от критическое скорости
нарастания напряжении в закрытом состоянии (duDldt)cru* при Tj = Tjm, Ur =
= 100 В, 1т~1тАУпъ di-p/dt = ~-lQ А/мкс, Up = 0,67 U^r^'.
а ~ ТБ151-50, ТБ151-63; 6-ТБ161-80, ТБ16Ы00; в-ТБ17Ы6О, ТБ171-200
255
Рис. 13.12. Зависимость заряда обратного восстановления Qrr от скорости
спада тока в открытом состоянии — Лр/Л при Т. = Т.т, Ur = 100 В:
а ТБ151-5О, б-ТБ151-63, «-ТБ161-80, г - ТБ161-100, д - ТБ17М60,- е -
ТБ171-200, 7 — 1т=0,5 ITAVm- 2 - Ij = 1тАУт< 2 - 2Т = U5 2ТЛУ,п
256
Рис. 13.13. Зависимости времени обратного восстановления trr от скорости
спада тока в открытом состоянии -di-pldt при Tj = Tjm, Ur = 100 В:
а —ТБ151-5О, б-ТБ151-63, в-ТБ161-8О, г-ТБ161-100, д - ТБ171-160, е-
ТБ171-200, /- 7г=0,5 1тАУт> 2 ~ 2Т = 2TAVm> 3-IT=l,5 IrAVm
9 О Г. Чебовский и др
257
Рнс. 13.14. Переходные тепловые сопротивления переход —корпус Z(th)tjc (5)
н переход —среда прн скоростях охлаждающего воздуха 0 м/с (/),
3 м/с (2), 6 м/с (3) н 12 м/с (4):
а —ТБ151-50, ТБ151-63 (охладитель 0151-80), б- ТБ161-80, ТБ161-100 (охла-
дитель 0161-80); в — ТБ171-160, ТБ171-200 (охладитель 0181-110)
258
9*
259
Рнс. 13.15. Продолжение
Рис. 13.15. Зависимости допустимой амплитуды импульсов тока /уд/ от дли-
тельности tp и частоты при £/д = 0,67 £/д/гд/, Е/# — 0,67 Е/ддд/ и темпе-
ратуре корпуса:
Тс = 65°С. а —ТБ151-50; б-ТБ151-63; «-ТБ161-80; г-ТБ161-100. д -
ТБ171-160, е-ТБ171-200; Тс=85°С, ж - ТБ 151 -50, з-ТБ151-63; «-ТБ161-80;
к —ТБ161-100; л —ТБ171-160; .и - ТБ171-200; 7’<,= 105°С. « —ТБ151-50; о-
ТБ151-63, и —ТБ161-80; р-ТБ161-100; с- ТБ171-160; m - ТБ171-200; /-
630 Гц; 2 - 1000 Гц; 3 -1600 Гц; 4- 2500 Гц; 5 - 4000 Гц; 6 -6300 Гц;
7- 10000 Гц
Рис. 13.16. Зависимости допустимой амплитуды импульсов тока от дли-
тельности tp при температуре охлаждающей среды 4-50 °C, скорости охлаж-
дающего воздуха 0 м/с, UD *= 0,67 UDRM, VR = 0,67 VRRm'.
а — ТБ151-50 и б — ТБ 151-63 (охладитель 0151-80); в — ТБ161-80 и г — ТБ161-100
(охладитель 0161-80); б — ТБ171-160 и е — ТБ171-200 (охладитель 0181-110);
1 - 630 Гц; 2 - 1000 Гц; 3 - 1600 Гц; 4 - 2500 Гц; 5 - 4000 Гц; 6 - 6300 Гц;
7 — 10000 Гц
262
Рис. 13.17. Зависимости критиче-
ской скорости нарастания напря-
жения в закрытом состояния
(dup,!dt)crit от амплитуды напря-
жения в закрытом состоянии
UdrM* при Tj = TJm для групп
4-7 по (du/jidt)crit:
а —ТБ151-50, ТБ151-63; 64
ТБ161-80, ТБ161-100; e-
ТБ171-160, ТБ171-200
13.2. ТИРИСТОРЫ ТИПОВ ТБ133-200, ТБ133-250, ТБ143-320,
ТБ143-400, ТБ153-630, ТБ153-800, ТБ253-800, ТБ253-1000
Тиристоры типов ТБ133-200, ТБ133-250, ТБ143-320, ТБ143-400,
ТБ153-630, ТБ153-800, ТБ253-800, ТБ253-1000 (ТУ 16-729.243-80) приме-
няются в преобразователях электроэнергии, а также в других цепях по-
стоянного и переменного тока различных силовых установок, в ко-
торых требуются в первую очередь малые времена выключения
и включения, а также высокие критические скорости нарастания напря-
жения в закрытом состоянии и тока в открытом состоянии. Тиристоры
имеют повышенную нагрузочную способность при высоких частотах.
Тиристоры допускают эксплуатацию при температуре окружаю-
щей среды от -60 до +40°C, атмосферном давлении 0,085—0,105
МПа, относительной влажности 98 % при 35 °C.
Климатические исполнения и категория размещения У2, ХЛ2, Т2
по ГОСТ 15150-69, ГОСТ 15543-70.
Тиристоры допускают воздействие синусоидальной вибрации
в диапазоне частот 1 — 100 Гц с ускорением 49 м/с2 и одиночных уда-
ров длительностью 50 мс с ускорением 39,2 м/с2.
Тиристоры выпускаются в таблеточном исполнении. Полярность
тиристоров различается с помощью символа, нанесенного на корпусе.
Предельно допустимые значения параметров тиристоров приве-
дены в табл. 13.4, характеризующие параметры — в табл. 13.5, типы
рекомендуемых охладителей и нагрузочная способность тиристо-
ров — в табл. 13.6, зависимости параметров от различных условий —
на рис. 13.19—13.34, габаритные и присоединительные размеры тири-
сторов — на рис. 13.18.
263
Таблица 13.4. Предельно донустимые значения параметров тиристоров
Параметр ТБ133-200; ТБ133-250 ТБ143-320, ТБ 143-400 ТБ153-630 ТБ153-800 ТБ253-800 ТБ253-1000
Повторяющееся импульсное напряжение в за- крытом состоянии и повторяющееся им- пульсное обратное напряжение Urrm, В (диапа- зон температур от Tjnun до Tjm, импульсы напря- жения однополупериодные синусоидальные, t = = 10 мс, f = 50 Гц, цепь управления разомкнута) 600- 1200 600- 1400
Максимально допустимый средний ток в от- 200; 320; 630; 800;
крытом состоянии 1тАУпг> А(Гс = 85сС, ток од- нополупериодный синусоидальный, угол прово- димости р — 180°, f = 50 Гц) 250 400 800 1000
Действующий ток в открытом состоянии 315; 500, 990, 1255;
ITRMS, а (/=50 Гц) 392 630 1255 1570
Ударный неповгоряющийся ток в открытом 6,0; 7,0, 12,0; 22,0;
состоянии Itsm> кА (ток однополупериодный синусоидальный, одиночный импучьс tj = 10 мс, £/д = 0; режим в цепи управления: длительность фронта импульса 5 мкс, UK = 10 В, внутреннее сопротивление источника управления 5 — 10 Ом, tG = 10 мкс, — 25 °C) 6,5 8,0 14,0 24,0
То же при Tj — Tjm 5,2, 6,0, ю,о, 20,0;
Критическая скорость нарастания тока в от- крытом состоянии (diT!dt)crib А/мкс (7} = Tjm, UD = 0,67 UDRM, /г < 1000 А, /= 1 + 5 Гц, дли- тельность импульса 10 мкс, параметры источ- ника управления, как для Itsm) Средняя мощность потерь на управляющем электроде PGAV, Вт (7) = TJm) 5,5 7,0 8 См. ри 12,0 30 с. 13.22 21,0
Температура перехода, °C:
максимально допустимая Tjm
минимально допустимая Tjmm
Температура хранения, °C:
максимально допустимая Ts{gtn
минимально допустимая Tstgmin
Прижимное усилие, кН
125
-60
60
-60
8 ± 1,6116+3,2| 20 + 4 124 + 4,8
264
Таблица 13 5. Характеризующие параметры тиристоров
Параметр ТБ133-200, ТБ133-250 ТБ143-320; ТБ 143-400 чО ©О НН ТБ253-800; ТБ253-1ООО
Импульсное напряжение в открыюм состоянии 2,4; 2,5; 2,2, 2,25;
{/рд/, В, не более (Tj = 25 СС, If = 3,14 IfAVnd 2,0 2,1 1,8 1,9
Пороговое напряжение Ut(TO), В, не более 1,4, 1,4; 1,45; —
(Т = 1,2 1,И 1,21
Дифференциальное сопротивление в открытом 2,22; 1,3; 0,38;
состоянии rf, мОм, не более (7^ — Tjm) 1,29 0,8 0,231
Повторяющийся импульсный ток в закрытом 40 50 70
состоянии Irrm и повторяющийся импульсный обратный ток Irrm, мА, не более (7^ = TJm, Ud = U/jliM- Ur = Urrm) Tok включения If, А, не более (Tj =25 °C, Ur = 12 В, режим в цепи управления: форма напряжения трапецеидальная, т^=10 мкс, дли- тельность фронта 1 мкс, Ux ~ 10 В, внутреннее сопротивление источника 5 Ом) 0,5 0,6 0,7 0,7
Ток удержания 1ц. мА, не более (7^ = 25 С, Ur = 12 В, цепь управления разомкнута) 300 300
Отпирающее напряжение управления U^f, В, не более {Ur = 12 В, ток управления постоян- ный, сопротивление цепи тока в открытом со- стоянии не более 3 Ом):
Т, = T,min 5,0 6,0
Tj = 25 °C 2,5 2,5
Неотпирающее напряжение управления Uqr, В, 0,2 0,25
не менее {Tj~Tjm, Ur — 0,63 Urrm, напряжение источника управления постоянное)
Отпирающий ток управления Iqr, А, не более (условия, как для Uqt)\
т = т J jmin 0,75 0,80 0,80 0,7
Tj = 25 °C 0,25 0,28 0,28 0,25
Время включения tgl, мкс, не более {Tj = 25 СС, £//>= 300 В, 1т = 1тАУт> параметры источника управления, как для IfSM^ difldt = 25 А/мкс) 2,0 2,5 3,2 4,0
Время задержки tg& мкс, не более (условия, как для tgt) 1,0 1,3 1,7 3
Время выключения tq, мкс, не более {Tf=Tjm, dif/dt——10 А/мкс, 1т=^т^ут, Ur~\^ В, Ur = 0,67 Urrm, duRjdt ~ 50 В/мкс, длительность If не менее 500 мкс, длительность Ur не менее 50 мкс, сопротивление источника Ur до 1 кОм) 20-40 25-50 32-63 32-63
Заряд обратного восстановления Qrr, мкКл, не 80; 190, 360,
более {Tj = Tjm, If — 1тАУпъ длительность If не менее 0,2 мс, dif{dt — — 50 А/мкс, Ur — 100 В, 95 230 440
форма if трапецеидальная)
Время обратного восстановления trr, мкс, не 2,0; 2,7 3,9,
более (условия, как для Qrr) 2,3 4,5
265
Параметр
Продолжение табл 13 5
§1
ОО —
Критическая скорость нарастания напряжения
в закрытом состоянии В/мкс (Ту =
Tjrn, £/р = 0,67 С/дям» длительность U& не менее
50 мкс, цепь управления разомкнута)
Тепловое сопротивление переход — корпус RihJC,
°С/Вт, не более (постоянный ток)
Тепловое сопротивление переход —анодный вы-
вод корпуса RtfjcA, °С/Вт, не более (постоян-
ный ток)
Тепловое сопротивление переход — катодный вы-
вод корпуса RfhjcK* °С/Вт, не более (постоянный
ток)
Вероятность безотказной работы за 10000 ч
Масса, кг, не более
200-1000
0,08 0,05 0,03 0,025
0,141 0,087 0,05 -
0,185 0,12 0,075 -
0,90 0,61
0,20 0,28 0,56 0,6
Таблица 13 6 Рекомендуемые охладители и нагрузочная способность тиристоров
Тип тиристора Тип охладителя 1гЛРт> А> при Гв = 40°С и Rthlk, "С/Вт
естественном охлаждении скорости воздуха 6 м/с
ТБ133-200 103 175 0,04
ТБ133-250 0343-150 126 220 0,04
ТБ 143-320 130 240 0,02
ТБ 143-400 160 305 0,02
ТБ 153-630 156 340 0,01
ТБ 153-800 0353-150 190 420 0,01
ТБ253-800 185 396 0,008
ТБ253-1000 212 472 0,008
266
2 отв. Oz
Рис. 13.18. Габаритные и установочные размеры тиристоров ТБ133-200,
ТБ133-250, ТБ143-320, ТБ143-400, ТБ153-630, ТБ153-800, ТБ253-800,
ТБ253-1000, мм
Размер ТБ133-200, ТБ133 250 ТБ 143-320, ТБ 143-400 ТБ153-630, ТБ153-800, ТБ253-800, ТБ253-1000
D 052 058 073
Ох 032 038 049
А 21 21 26
о2 280 + 5 280 + 5 290 ± 5
267
Рис. 13.20. Зависимости допустимой амплитуды ударного пеповторяющегося
тока в открытом состоянии Itsm от длительности импульса t-, при 7) ==25 °C (/)
н = (2), {/Л = 0:
а - ТБ 133-200; 6-ТБ133-250; в - ТБ143-32О; г-ТБ143-400, Э — ТБ153-630;
е — ТБ153-800
Рис. 13.21. Зависимости допустимой амплитуды ударного иеповторяющегося
тока в открытом состоянии Itsm от длительности перегрузки t при
7}=25°С (/) и Tj = Tjm (2), 1/Л=0,8 URRM'.
Д-ТБ133-200; 6-ТБ133-250; в-ТБ143-320; г-ТБ143-400; 0-ТБ153-630;
е —ТБ153-800
Рис. 13.22. Предельно допустимые харак-
теристики управляющего электрода для
всех типов тиристоров § 13.2
Кри- ая Скваж- ность Длительность импульса управления tG, мс Мощ- ность Р<ЗМ< Вт
1 1 Постоянный 3
ток
2 2 10 8
3 5 4 15
4 40 0,5 13
268
Рис. 13.23. Типичные зависимости отпирающего тока управления IGj-, от
длительности импульса управлении lG при Tj = Tjmt„ (/) и 7^ = 25 °C (2),
Up = 12 В:
а —ТБ133-200, ТБ133-250; 6-ТБ143-320, ТБ143-400; В-ТБ153-630, ТБ153-800
Рис. 13.24. Зависимости времени задержки igj. (/) и времени включения tglt (2)
от амплитуды управляющего импульса IFGM при 7} = 25 °C, Up = 300 В,
1т~^ТАУп^ <G = Ю мкс> длительности фронта управляющего импульса 1 мкс,
diGldt = 1 А/мкс:
о —ТБ133-200. ТБ133-250; 6-ТБ143-320, ТБ143-400; «-ТБ153-630, ТБ153-800
Рис. 13.25. Зависимость времени выключения t4, от амплитуды тока в
открытом состоянии 1т/1тлу при Tj = T]m, dirldt = -10 А/мкс, Ur = 100 В,
t/o = 0,67 Udrm, dup/dt = 50 В/мкс для всех типов тиристоров § 13.2
269
Рис. 13.26. Зависимость времени выключения tq , от скорости спада тока
в открытом состоянии — diy-ldt нри Tj=Tjni, UR = 100 в,
1/д = 0,67 Udrm, du^ldt = 50 В/мкс для всех типов тиристоров § 13.2
Рис. 13.27. Зависимость времени выключения t(j, от обратного напряжения Ug
при Tj = Tjm, IT = ^TAYm* dujjjdl — 50 В/мкс, Ud — 0,67 UDRM* dijfdt = -10 А/мкс
для всех типов тиристоров § 13.2
Рис. 13.28. Зависимость времени выключе-
ния t4, от скорости нарастания напряже-
ния в закрытом состоянии (duD!dt)crlt, при
TJ=Tjn>’ UR — 100 В, 1т = !ТАУт< dtT]dt =
= -10 А/мкс, Ud = 0,67 Udrm Для всех
типов тиристоров § 13.2
0 10 20 30 Ц0 50-оИт/йЛ^А/мкс
0 10 20 30 40 50-itj/cltj А/мкс
Рнс. 13.29
270
Рис. 13.29. Зависимости зарида обратного восстановления Qrr от скорости спада
тока в открытом состоянии -di-pldt нри Tj = Tjm, Ug = 100 В:
а —ТБ133-2ОО, 6-ТБ133-250, в - ТБ143-320, г-ТБ143-400, Э - ТБ153-630,
е — ТБ153-800, 1 — 1т=0,5 1тАУш> 2 — 1т = 1тАУт> 3 — IT=\,5 ЗтАУт
0 7/7 ZO 30 4-050 -cLir/d-t,А/мкс
Рис. 13.30. Зависимости времени обратного восстановления 1ГГ от скорости
спада тока в открытом состоянии —dipldt при Т. = T.m, Ug = 100 В:
а - ТБ133-200, б - ТБ133-250, в - ТБ143-320, г - ТБ143-400, д - ТБ153-630, е -
ТБ153-8ОО, 1-1т= 0,5 !таУп,. 2 - IT = ITAVm, 3-IT=\,5 ITAVm
271
Рис. 13 31 Зависимость критической
скорости нарастания напряжения в за-
крытом состоянии (dup! dt)cnt от
амплитуды напряжения в закрытом
состоянии 1/длл/* при Т} = Т]т для
групп 4—7 по (du£)/dt)crit для всех
типов тиристоров § 13 2
о 0,2 0,4 0,6 0,8USM№
Рис. 13.32. Переходные тепловые
сопротивления переход-корпус Z^tjc
(3) и переход-среда при
скоростях охлаждающего воздуха
О м/с (/) я 6 м/с (2)
а-ТБ 133-200, ТБ 133-250 и б-
ТБ143-320, ТБ 143 400 (охладитель
0343-150), в - ТБ153 630, ТБ153-800
(охладитель 0353-150)
272
Рис. 13 33
Рис. 13.33. Продолжение
274
№к. 13.33. Зависимости допустимой амплитуды импульсов тока 1тм от
Длительности tp и частоты при (7д = 0,67 uR — М7 С/углл/ и
Г температуре корпуса:
1’с=65°С: а —ТБ133-200; 6-ТБ133-250; «-ТБ143-320; г-ТБ143-400; д-
£Б 153-630, е —ТБ153-800; Тс = 85°С; яс - ТБ133-200; Э-ТБ133-250; и-
ТБ143-320; к —ТБ143-400; Л-ТБ153-630; м - ТБ153-800; Гс=105°С: н-
ТБ133-200; о-ТБ133-250; П-ТБ143-320; р-ТБ143-400; С-ТБ153-630, т-
ТБ153-800; 1 - 630 Гц; 2- 1000 Гц; 3- 1600 Гц; 4- 2500 Гц; 5-4000 Гц;
6-6300 Гц; 7- 10 000 Гц
275
Рис. 13.34. Зависимости допустимой Амплитуды импульсов тока 1ТМ от
длительности Гр при температуре окружающей среды 40 °C, скорости охлаж-
дающего воздуха 6 м/с для частот:
/-630 Гц; 2— 1000 Гц, 3- 1600 Гц; 4- 2500 Гц, 5 -4000 Гц, 6-
6300 Гц; 7 - 10000 Гц; «-ТБ133-200 и 6-ТБ133-250 (охладитель 0343-150);
в — ТБ143-320 и г —ТБ143-400 (охладитель 0343-150), д — ТБ 153-630 и е —
ТБ153-800 (охладитель 0353-150)
276
13.3. ТИРИСТОРЫ ТИПОВ ТЧ25, ТЧ40, ТЧ50, ТЧ63, ТЧ80, ТЧ100,
ТЧ125, ТЧИ100
Тиристоры типов ТЧ25, ТЧ40, ТЧ50, ТЧ63, ТЧ80, ТЧ100, ТЧ125
(ТУ 16-529.848-74) ТЧИ100* применяются в цепях постоянного и пере-
менного тока частотой 500 Гц и выше в различных преобразователях
электроэнергии. Тиристоры ТЧИ100 могут быть применены в модуля-
торных устройствах при формировании импульса тока длительностью
не менее 2 мкс.
Отличительная особенность тиристоров серии ТЧ — способность
работать при высоких частотах с высокой нагрузочной способностью
по току. Отличительная особенность тиристора ТЧИ100 — малое вре-
мя включения по управляющему электроду, высокие значения критиче-
ской скорости нарастания тока в открытом состоянии.
Тиристоры допускают эксплуатацию при температуре окружаю-
щей среды от -50 до +40 °C, атмосферном давлении 0,085 — 0,105
МПа, относительной влажности 98 % при 35 °C.
Климатическое исполнение и категория размещения У2 по ГОСТ
15150-69 и ГОСТ 15543-70.
Тиристоры допускают воздействие синусоидальных вибраций
в диапазоне частот 1 — 100 Гц с ускорением 49 м/с2 и многократных
ударов с ускорением до 147 м/с2.
Тиристоры выпускаются в штыревом исполнении. Анодом являет-
ся медное основание, катодом — основной жесткий вывод.
Предельно допустимые значения параметров тиристоров приве-
дены в табл. 13.7, характеризующие параметры — в табл. 13.8, типы
рекомендуемых охладителей и нагрузочная способность тиристо-
ров — в табл 13.9, зависимости параметров от различных условий —
на рис. 13.36—13.51, габаритные и присоединительные размеры тири-
сторов — на рис. 13.35.
Таб ища 13 7 Предельно допустимые значения параметров тиристоров
Параметр ТЧ25, ТЧ40 ТЧ50, ТЧ63 ТЧ80, ТЧ100; ТЧ125 ТЧИ100
Повторяющееся импульсное напряже- ние в закрытом состоянии Udrm и пов" торяющееся импульсное обратное напря- жение В (диапазон температур от Tjmm до Tjm, импульсы напряжения однопотупсриодные синусоидальные, t = = 10 мс, /= 50 Гц, цепь управления разомкнута) 300- -900 300-900, 300- 1000; 300-1200 500-1200
Максимально допустимый средний ток 25; 50; 80; 100
В ОТКРЫТОМ СОСТОЯНИИ = 70 °C, ток однополупериодный синусо- идальный, угол проводимости Р = 180°, /= 50 Гц) 40 63 100, 125
В
новых разработках не применять
(для ТЧИ100-ТУ 16-529.880-75)
277
Продолжение табл. 13.7
Параметр ТЧ25; ТЧ40 ТЧ50, ТЧ63 ТЧ80, тчюо- ТЧ125 ТЧИ100
Действующий ток в открытом состоя- 39; 78; 126; 157
НИИ ITRMS’ а (/= 50 Гц) 62 99 157;
Ударный неповторяющийся ток в от- 770; 1900; 196 2600; 2800
крытом состоянии А (ток одно- 990 2200 3100;
полупериодный синусоидальный, одиноч- ный импульс /,= 10 мс, С/ = 0; режим в цепи управления: di^/dt = 5 А/мкс, 17х > 20 В, внутреннее сопротивление источника управления 4,5 Ом, = 10 мкс, = 25 °C) То же при Tj = Tjm 700, 1700, 3700 2400, 2400
Критическая скорость нарастания тока 900 2000 100- 2800; 3400 200 800
в открытом состоянии {diTldf)crit, А/мкс (Т, = UD = 0,67 Udrm> IT<2 ITAVm* /=14-5 Гц, параметры источника уп- равления, как для Itsm) Средняя мощность потерь на управляю- щем электроде Pqav, Вт (?) = Tjm) Температура перехода, °C: максимально допустимая Tjm минимально допустимая Tjmm Температура хранения, °C: максимально допустимая Tstgm минимально допустимая Tstgmm Крутящий момент, Нм 12,5± Ск 40 ± I. рис. 13 41 ПО -50 50 -50 50 + 50 +
1 ±2,5 + 10 + 10 ± ю
Таблица 13 8. Характеризующие параметры тиристоров
Параметр ТЧ25, ТЧ40 ТЧ50; ТЧ63 ТЧ80, ТЧ100; ТЧ125 ТЧИ100
Импульсное напряжение в откры- 3,05; 2,9, 2,6, 2,0
том состоянии UtM> В, не более (Tj = 25 °C, 1Т =3,14 ITAVm) 1,92 2,35 2,0, 1,85
Пороговое напряжение Ut(TO)> В, 1,9; 2,1, 1,75, 1,4
не более (7/ = Tjm) 1,1 1,7 1,4, 1,3
Дифференциальное сопротивле- 12,0, 4,0, 2,6; 1,5
ние в открытом состоянии гр, мОм, не более (7} = Tjm) 5,5 2,5 1,5, 1,0
Повторяющийся импульсный ток в закрытом состоянии Idrm и повторяющимся импульсный обрат- ный ток Irrm, мА, не более (Tj = Т/т, UD = UR = URRM) 20 30 28 25
278
Продолжение табл 13 8
Параметр ТЧ25, ТЧ40 ТЧ50, ТЧ63 ТЧ80, ТЧ100, ТЧ125 ТЧИ100
Ток включения 7д, мА, не более 300 410 430 500
(TJ — 25 °C, Ud = 12 В, режим в цепи управления: форма напряжения тра-
пецеидальная, tQ = 2 мкс, длитель- ность фронта 1 мкс, t/x — 10 В, внутреннее сопротивление источни- ка 10 Ом)
Ток удержания Ijj, мА, не более 250 300
(Tj — 25 °C, Ud = 12 В, цепь управ- ления разомкнута)
Отпирающее напряжение управ- ления Uqt, В, не более (t/р = 12 В, ток управления постоянный, сопро- тивление цепи тока в открытом состоянии не более 10 Ом)
Т — Т 1 ] ~ 1 jmin 3,5 3,5 3,0 3,5
7} = 25 °C Неотпирающее напряжение уп- 2,5 2,5 1,6 2,5
равления Ugd> В, не менее (7} = = Tjm, Ud — 0,67 Udrm, напряже- ние источника управления постоян- ное) Отпирающий ток управления Iqt, А, не более (условия, как для Uqt) 0,25 0,2
Т — Т 1J Jjnun 1,0 1,6 3,0 0,55
Tj = 25 “С 0,5 0,75 0,4 0,25
Время включения tgt, мкс, не более (Г; = 25 “С, UD = 300 В, IT = ITAVm, параметры источника управления, как для Itsm) 5 1,3
Время задержки tgd, мкс, не бо- лее (условия, как для tg() 1,5 0,8
Время выключения tq, мкс, не бо- 12-30 20, 30
лее (Tj= Tfm, di^dt = — 25 А/мкс, h^lTAVm^ Ur=\W В, Ud =
= 0,67 UDRM, duD/dl = (duD/df)crll, длительность Ip = 0,2 мс, сопротив- ление источника управления R^ < «ч 10 кОм, di^dt = — 5 А/мкс)
Заряд обратного восстановления 4,2-7 5,5-7,8 5,9-8,4 100*
Qrr, мкКл, не более (Г7=Т}т, Ip — iTAVnv длительность 1р не ме-
нее 0,2 мс, di^dt = —5 А/мкс, Ur — 100 В, форма it (трапецеи- дальная) Время обратного восстановления Ur, мкс, не более (условия, как для Qrr') 2,0-2,4 2,3-2,7 2,3-2,7 1,5-1,7*
279
Продолжение mao i 13 8
Параметр ТЧ25, ТЧ40 ТЧ50, ТЧ63 ТЧ80, ТЧ100, ТЧ125 тчиюо
Критическая скорость нараста- ния напряжения в закрытом состоя- НИН (duD/dl)cnl, В/мкс (Tj = Т/т, Ud — 0,67 Uдлитетьность Up не менее 50 мкс, цепь управления разомкнута) Тепловое сопротивление пере- 0,6 50 — 500 0,28 0,18 100- 1000 0,18
ход — корпус R(hjC, °С/Вт, не более (постоянный ток) Вероятность безотказной работы за 10 000 ч 0,61
1000 ч Масса, кг, не бочее 0,12 0,90 0,2 0,35 0,35
Ip = 400 A, dipldt — —100 А/мкс
Таблица 13 9 Рекомендуемые охладители и нагрузочная способность тиристоров
Тип тиристора Тип охчади геля ^TAVim А, ПРИ Та = 40 °C и R-thch °С/Вт
бедствен- ном охлаж- дении скорости воздуха 6 м/с
ТЧ25 0151-80 12 19 0,2
ТЧ40 15 31
ТЧ50 20 39
ТЧ63 26 49
ТЧ80 0171-80 25 57 0,07
тчюо 34 72
ТЧ125 37 80
ТЧ50 39
ТЧ63 49
ТЧ80 ОА-027 57 0,05
ТЧЮО 72
ТЧИЮО 72
ТЧ125 80
Рис. 13.36. Предельные характеристики открытого состояния тиристоров при
Г, = 25 °C (2) и Т, = Т,т (2)
а —ТЧ25, б- ТЧ40, «-ТЧ50, г-ТЧ63, д - ТЧ80, г-ТЧЮО, ж - ТЧ125,
з - ТЧИЮО
280
Рис. 13.35. Габаритные и установочные размеры тиристоров ТЧ25, ТЧ40
ТЧ50, ТЧ63, ТЧ80, ТЧЮО, ТЧ125, ТЧИЮО, мм
Размер ТЧ25, ТЧ40 ТЧ50, ТЧ63 ТЧ80, ТЧЮО, ТЧ125, ТЧИЮО
D 031,2 039,5 046
Е 30 36 41
I 54,7 52,7 85,8
N 18 15 15
0 0 6,4 0 6,4 0Ю,5
0 3,2 0 3,2 0 3,2
W М12 М20х 1,5 М20 х 1,5
0 47,2 45,2 73,2
О, 42,4 40,4 54,4
281
Рис. 13.37. Зависимости допустимой амплитуды ударного неповторяющегося
тока в открытом состоянии ItSM от длительности импульса Г, при Tj = 25 °C
(1) и Tj = Tjm (2), 1/л = 0:
а- ТЧ25, б — ТЧ40, в-ТЧ50, г-ТЧ63, д - ТЧ80; е-ТЧЮО; Ж-ТЧ125;
з - ТЧИ100
0,5 1 2 5 10
tg.,MKC
0.5 1 2 5 10
Рис. 13.38. Типичные зависимости отпирающего
тока управления /сг» от длительности импуль-
са управления Iq при Т, = Tjmm (/), Т, = 25 "С
(2), <7Й = 12 В:
а — ТЧ25, ТЧ40; б - ТЧ50, ТЧ63, в - ТЧ80,
, ТЧ100, ТЧ125; г - ТЧИ100
282
Рис. 13.39. Зависимости допустимой амплитуды ударного неповторяющегося
тока в открытом состоянии I-pSM от длительности перегрузки t при
Tj = 25 °C (/) и Tj = Tjm (2), UR = 0,8 URRM.
а — ТЧ25; 6-ТЧ40; в-ТЧ50; г-ТЧ63; д - ТЧ80, е-ТЧЮО, Ж-ТЧ125;
3-ТЧИ100
Рис. 13.40. Зависимости времени
задержки (7) и времени вклю-
чения tgi* (2) от амплитуды уп-
равляющего импульса IpQM ПРИ
Tj = 25 °C, UD = 300 В, 1Т =
~ iTAVm^ lG — Ю мкс; длитель-
ности фронта управляющего им-
пульса 1 мкс:
а - ТЧ25, ТЧ40, О-ТЧ50, ТЧ63, в - ТЧ80, ТЧ100, ТЧ125, г-ТЧИЮО
283
1В
8
Рис.
8
Pre
15
О
5 10 15 201?й,А
5 10 15
допустимые характерис-
13.41. Предельно
тики управляющего электрода:
а - ТЧ25, ТЧ40
Кривая Скваж- ное гь Д штетьность импульса управления f(7, МС Мощ ность РС,М ВТ
1 90 1 28
2 300 0,1 63
3 1000 0,02 150
6-ТЧ50, ТЧ63, в - ТЧ80, ТЧЮО, ТЧ125
Кривая Скважность Длительность им- пульса управления мс Мощность Ром, Вт
1 80 1 68
2 250 0,1 140
3 1000 0,02 410
г - ТЧИЮО
Кривая Скважность Длительность им- пульса управления Т(7, мс Мощность Рам, Вт
1 1 Постоянный ток 1,5
2 20 1,0 25
3 400 0,05 150
Рис. 13.42. Зависимость времени вы-
ключения от скорости нарастания
напряжения в закрытом состоянии
(duDldi)crit, при Tj = TJ№ UR = 100 В,
Pf —/уд Ищ dipldt — -25 А/мкс,
Ud = 0,67 Udrm Для всех типов ти-
ристоров § 13.3
284
Рис. 13.43. Зависимости времени выключения
tq, от скорости спада тока в открытом сос-
тоянии -diTldt при Tj = Tjm, UR = 100 В,
Уд = 0,67 UDRM, duDldt = (duDjdt)cr,t, IT =
~ ^TA Vm
a — ТЧ25, ТЧ40, б - ТЧ50, ТЧ63, в - ТЧ80,
ТЧ100, ТЧ125, г-ТЧИЮО (7-/r = 400 A,
2-IT= 100 A)
£I________I I I 11 111- III
S 10 20 -d,iT/cLt,A/MKc
1 2 5 10 20 UR,B
Рнс. 13.44. Зависимости времени выключения
tq* от обратного напряжения UR при Г, = TJm,
!Т = ITAVm, duD/dt = (duD/dt)„„, UD = 0,67 U DRM,
diTldt = —25 А/мкс:
a - ТЧ25, ТЧ40, 6 - ТЧ50, ТЧ63, в - ТЧ80,
ТЧ100, ТЧ125, г - ТЧИ100
0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,Hmt 0 1 2 3 4 5 8IW
Рис. 13.45. Зависимости времени выключения tq, от амплитуды тока в откры-
том состоянии Itav* при Т, = Т]т, UR = 100 В, Уд = 0,67 O'ltPAt для
Лу/Л = -100 А/мкс (7), diR / dt = -40 А/мкс (2), di-p/dt = -20 А/мкс (3),
dij-jdt = -10 А/мкс (4), dtfldt =-5 А/мкс (5)
Я-ТЧ25, ТЧ40, 6-ТЧ50, ТЧ63, в - ТЧ80, ТЧ100, ТЧ125, г-ТЧИЮО
Рис. 13.46. Переходные тептовые сопротивления переход - корпус Z^h)lJC (4)
и перехоч-срета 1 при скоростях охлаждающею воздуха 0 м/с (/),
*» м/с (2) и 12 м/с (?)
а — ТЧ25 ТЧ40 80), б - ТЧЧ), ТЧ63 и в - ТЧ80, ТЧ100,
ТЧ125 (ox^air ''О), г— ТЧИ100 (охладитель ОА 027)
Рис. 13.47
287
Рис. 13.47. Продолжение
288
0,01 г ч s 0,1 г tp,MC
0,01Z Ч- Б 8 0,1 2 4tp,MC
Рис. 13.47. Зависимости допустимой амплитуды импульсов тока I-j\f от дли-
тельности tp и частоты при С/д = 0,67 Uqrm^ Ur = ®>®7 U RRM и температуре
корпуса:
Г^УО’С «-ТЧ25, б - ТЧ40, в - ТЧ50, г-ТЧ63, д - ТЧ80, е-ТЧЮО,
Ж-ТЧ125, J- ТЧИЮО, Тс = 90сС и - ТЧ25, ь - ТЧ40, л - ТЧ50, м -
ТЧ63, » - ТЧ80 о - ТЧЮО, п - ТЧ125/ р - ТЧИЮО, 1 - 630 Гц, 2 - 1000 Гц,
3- 1600 Гц, 4- 2500 Гц, 5 - 4000 Гц, 6- 6300 Гц 7 - 10000 Гц, 8-
16 000 Гц, 9 - 25 000 Гц
О 20 -cCif/M,А/мкс 0 20 -iHj/cLt, А/мкс
Рис. 13.48. Зависимости заряда обратного восстановления Qlr от скорости
спада тока в открытом состоянии — dip/dt при Tj = TJm, Up = 100 В:
а —ТЧ25, б- ТЧ40, в —ТЧ50, г-ТЧ63, д - ТЧ80, е-ТЧЮО, Ж-ТЧ125;
3 - ТЧИ100, 1 - [т= 0,5 1тлУт, 2 - 1Т = И'ЛУгч-. 2 ~ lT= 1,5 1тАУт, 4 ~ >Т =
= 8 ItaVm< 5-Ip =4 1-TAVm, 6-Ip~2 IpAVm
Группа ПО tq ТЧ25, ТЧ50, ТЧ63, ТЧ80 ТЧ40 тчюо, ТЧ125, тчиюо
6 7 8 9 6 7 8 6 7
Коэффициент умножения 1,2 1 0,9 0,85 1,2 1 0,9 1,2 1
290
Рис. 13.49. Зависимости времени обратного восстановления trr от скорости
спада тока в открытом состоянии — diy/dt при Tj = Т]т, U^ — 100 В:
а - ТЧ25, 6-ТЧ40, в - ТЧ50, г - ТЧ63, д - ТЧ80, е-ТЧЮО, ж ТЧ125,
з-ТЧИЮО, 1 1Т=8 1тлУт> 2-1т~4 ^ТЛУт' 3 !Т = 2 ItaVw 4
3Т= ITAVm
Гр>ппа ПО tq ТЧ25, ТЧ50, ТЧ63, ТЧ80 ТЧ40 ТЧ100, ТЧ125. ТЧИ100
6 7 8 9 6 7 8 6 7
Коэффициент умножения 1,1 1 0,95 0,92 1,1 1 0,95 1,1 1
Рис. 13.50
10*
291
Рнс 13 50 Зависимости крити-
ческой скорости нарастания
напряжения в закрытом со-
стоянии di\nt от амп ти-
тулы напряжении в закрытом
СОСТОЯНИИ U DRM* при Гу =
= Г дтя групп 2-6 по
jm
(dnD/dl)crit
л—ТЧ25, ТЧ40 6-ТЧ50,
ТЧ63 в - ТЧ80, T412V г -
ТЧЮО, д - ТЧИЮО
Рис. 13.51. Зависимости допустимой амплитуды импульсов тока от дли-
тельности //? при температуре охлаждающей среды 40 °C, (7р = 0,67
С7д = 0,67 Urrw скорости охтаждающего воздуха 12 м/с*
а — ТЧ25 и б — ТЧ40 (охладитель 0151-80) при естественном охлаждении,
в — ТЧ50 и г — ТЧ63 (охладитель 0171-80), д — ТЧ80, е — ТЧЮО и ж —
ТЧ125 (охладитель 0171-80), з- ТЧИЮО (охладитель ОА-027) / — 630 Гц,
2-1000 Гц, 3- 1600 Гц, 4 — 2500 Гц, 5 - 4000 Гц 6 - 6300 Гц, 7-
10000 Гц, 8 - 16000 Гц, 9 - 25000 Гц
292
0,01 2 ч в 0,1 г 4ip,MC 0,01 z ч- s 0,1 z ч1р,мс
0,01 2 Ч 6 0,1 Z 4-tp,MC
Рис. 13.51. Продолжение
293
13.4. ТИРИСТОРЫ ТИПОВ ТБ2-160, ТБЗ-200, ТБ320, ТБ400
Тиристоры типов ТБ2 160, ТБЗ-200, ТБ320, ТБ400
(ТУ 16 529 782 73) * применяются в преобразователях электроэнергии,
а также в цепях постоянного и переменного тока различных силовых
установок
Тиристоры отличаются высокой нагрузочной способностью по то-
ку при высоких частотах
Тиристоры допускают эксплуатацию при температуре окружаю-
щей среды от —50 до +45 °C, атмосферном давлении не менее
0,085 МПа, относительной влажности 98 % при 35 °C без конденсации
влаги
Климатические исполнения и категории размещения У2, ТЗ по
ГОСТ 15150-69 и ГОСТ 15543-70
Тиристоры допускают воздействие синусоидальной вибрации
в диапазоне частот 1 — 100 Гц с ускорением 49 м/с2 и многократных
ударов с ускорением до 147 м/с2
Тиристоры ТБ2-160 и ТБЗ 200 выпускаются в штыревом исполне-
нии с плоским основанием и гибким основным выводом Анодом
тиристоров является основание корпуса Тиристоры ТБ320 и ТБ400
имеют таблеточное исполнение Полярность различается с помощью
символа, нанесенного на бирке
Предельно допустимые значения параметров тиристоров приве-
дены в табл 13 11, характеризующие параметры-в табл 13 12, типы
рекомендуемых охладителей и нагрузочная способность тиристо-
ров — в табт 13 10, зависимости параметров от различных условий —
на рис 13 53 — 13 68, габаритные и присоединительные размеры тири-
сторов-на рис 13 52
* В новых разработках не применять
Тавшца 13 10 Рекомендуемые охладитети и нагрузочная способность тиристоров
Тип тиристора Тип охладителя Зт.Г.'т- А, при Та = 40 °C и B-thth* °С/Вт
естествен ном охлаж- дении скорости воздуха 6 м/с
ТБ2 160 ТБЗ-200 ОА 040 55 70 93 116 0,02
ТБ320 ТБ400 0343 150 107 135 196* 250* 0,025 0,025
* При 12 м/с
294
Таблица 13 И Предельно допустимые значения параметров тиристоров
Параметр ТБ2 160 ТБЗ 200 ТБ320 ТБ400
Повторяющееся импульсное напряжение в закрытом 300-1200, 300-1200,
состоянии Udrm и повторяющееся импульсное 300- 1000 300- 1000
обратное напряжение Urrm, В (диапазон темпе- ратур от Tjmm до Tjm, импульсы напряжения однополупернодные синусоидальные, г =10 мс, f = 50 Гц, цепь управления разомкнута) Максимально допустимый средний ток в открытом 160, 320,
состоянии ITAVm, /^{Тс = '1Ь°С, ток однополупе- 200 400
риоднын синусоидальный, угол проводимости Р = 180°, f= 50 Гц) Действующий ток в открытом состоянии Irrms, 251, 500,
A (f =50 Гц) 314 628
Ударный неповторяющийся ток в открытом сос- 4,3, 6,8,
тоянии Itsm, (ток однополупериодный синусои- 4,8 7,8
дальпый, одиночный импульс /, = 10 МС, Ur = 0, режим в цепи управления (7Х = 20 В, внутреннее сопротивление источника управления 4,5 Ом, /(7=10 мкс, dipldt = 5 А/мкс, Tj — 25 °C) То же при Tj = T/m 4,0, 6,0,
Критическая скорость нарастания тока в откры- 4,5 200-400 7,0 100-200
том состоянии (dirldt)cm, А/мкс (Г, = T)m, UD = = 0,67 Udrm, >2 1тдут, f= 1-5 Гц, парамет- ры источника управления, как для Itsm) Средняя мощность потерь на управляющем элек- См ри 13 56
троде РСЛу, Вт (7}= Tjm) Температура перехода, °C. максимально допустимая TJtn по
минимально допустимая TJml„ 50
Температура хранения, °C максимально допустимая Tslgm 5
минимально допустимая Tstglmn 50
Прижимное усилие, кН 20 + 5 । 16 ± 0,5
Таблица 13 12 Характеризующие параметры тиристоров
Параметр ТБ2 160, ТБЗ-200 ТБ320, ТБ400
Импульсное напряжение в открытом состоянии 2,0, 2,8,
U-rm, пе более {Tj = 25 °C, If — 3,14 1,1 2,1
Пороговое напряжение Ut(TO)* В» не более 1,41, 1,4,
(Г, — Tjm) 1,06 1,И
Дифференциальное сопротивление в открытом со- 0 98, 1 3
стоянии гу, мОм, не ботее {Tj = Tjm) 0,86 0,8
295
Продолжение табл 13 12
Параметр ТБ2-160 ТБЗ 200 ТБ320, ТБ400
Повторяющийся импульсный ток в закрытом 25 35
состоянии IfrRM и повторяющийся импульсный обратный ток /ядлл мА, не более (7^ = Tjm, Up = UDRM, Ur = Urrm) Ток включения /£, мА, не более (Tj = 25 °C, 450 500
Up = 12 В, режим в цепи управления форма напряжения трапецеидальная, Iq = 10 мкс, длитель- ность фронта 1 мкс, = 20 В, внутреннее сопро- тивление источника 4,5 Ом) Ток удержания 1^, мА, не более (Tj = 25 °C, 70 80
Up = 12 В, цепь управления разомкнута) Отпирающее напряжение управления Uqt, В, не более (С7р= 12 В, ток управления постоянный, сопротивление цепи тока в открытом состоянии не более 10 Ом) Т — Т *j * jmtn 8,0 8,0
Tj = 25 °C 5,5 5,5
Неотпирающее напряжение управления и$р, В, 0,2 0,2
не менее (7^ — Tjm, Up = 0,67 Urrm, напряжение источника управления постоянное) Отпирающий ток управления А, не более (условия, как для и&р) Tj = Tjmfa 0,75 0,85
Tj = 25 °C 0,33 0,40
Время включения tgt, мкс, не более (Tj = 25 °C, 5 5
Up — 300 В, Ip — 1тАУпъ параметры источника управ- ления, как для Irsm) Время задержки мкс, не более (условия, 1,0 1,5
как для tgt) ►
Время выключения tq, мкс, не более [Tj = Tjm, 20- -50
dip/dt — — 10 А/мкс, Ir ~ Ip А Ут, Ur — 100 В, U p — = 0,67 UpRM, dupjdt — (dupldt)crii] Заряд обратного восстановления Qrr, мкКл, не •1 50-200 100-320,
более (Г; = Tjm, I? = /ул diT:di = - 10 А/мкс, Uк = 120-380
= 100 В, форма 1р трапецеидальная) Время обратного восстановления trr, мкс, не более 3,5-8,5 4— 10
(условия, как для Qrr) Критическая скорость нарастания напряжения в 100- 1000
закрытом состоянии (dup]dt)crit, В/мкс (Tj ~ Tjm, Up = 0,67 UpRM, длительность Up не менее 50 мкс, цепь управления разомкнута) Тепловое сопротивление переход — корпус RtiIJCy 0,14 0,05
°С/Вт, не более (постоянный ток) Тепловое сопротивление переход — анодный вывод — 0,087
корпуса RfhjcA’ °С/Вг не более (постоянный ток) Тепловое сопротивление переход — катодный вы- — 0,12
вод корпуса RthjcK, °С/Вт, не более (постоянный ток) Вероятность безотказной работы за 10 000 ч 0, 90
Масса, кг, не более 0,47 0,42
296
250
0 76
Рис. 13.52. Габаритные и установочные
размеры тиристоров*
а - ТБ2-160, ТБЗ-200, б - ТБ320, ТБ400
Рис. 13.53. Предельные характеристики открытого состояния тиристоров
при Tj = 25 °C (/) И Tj=Tjm (2)
а - ТБ2-160, б - ТБЗ-200; в - ТБ320, г - ТБ400
297
Рис. 13.53. Продолжение
-
/ —
г- — -
— г)
Рис. 13.54. Зависимости допустимой амплитуды
ударного иеповторяющегося тока в открытом
состоянии Itsm от длительности импульса (,
при Т, = 25 °C (/) и 7] = Tjm (2), UR = 0:
а- ТБ2-160, б-ТБЗ-200, С-ТБ320, С-ТБ400
298
Рис. 13.56. Предельно допустимые характеристики управляющего электрода:
а - ТБ2-160, ТБЗ-200, б - ТБ320, ТБ400
Кривая Скважность Дтитетьность им- пульса управления мс Мощность Pgm, Вт
1 1 Постоянный ток 1,5
2 20 1,0 30
3 200 0,1 90
4 400 0,05 130
5 2000 0,01 300
Рис. 13.57. Типичные зависимости от-
пирающего тока управления Iqt, от
длительности импульса управления
при Гу = 7'т,„ (/), Г =25 °C (2).
UD = 12 В:
а - ТБ2-160, ТБЗ-200, б - ТБ320,
ТБ400
Рис. 13.58. Зависимости времени задержки (/) и времени включения
tgt, (2) от амплитуды управляющего импульса 1рам при Т'7 = 25°С, Б’д = 300 В,
It = Ij-AVm, Iq = 10 мкс, dip/dt = —5 А/мкс:
а — ТБ2-160, ТБЗ-200, б - ТБ320, ТБ400
299
Рис. 13.59. Зависимости времени выключения
от амплитуды тока в открытом состоянии
^ТАУ ПРИ Tj=Tjm, di-j'!dt=~\Q А/мкс, Ur —
= 100 В, Up = 0,67 dupjdt согласно
группе no (duD[dt\nt
а - ТБ2-160, б - ТБЗ-200, в - ТБ320, г - ТБ400
Рис. 13.60. Зависимости времени выключения от скорости спада тока
в открытом сосюянии —dij'ldt при Tj = Tjm, 1т = ^ТАУт^ = В, U[) —
= 0,67 Uqrm, dupjdt согласно группе по (dup] df)cra
а — ТБ2-160, ТБЗ-200, б - ТБ320, ТБ400
Рис. 13.61. Зависимости времени выключения от обратного напряжения
Ur при Tj = Tjfn, 1Т = IraI'm, ^£> = 0,67 UDrM, diT!dt = -10 А/мкс, duD[dt =
= (du[) I dt)cri!
« —ТБ2-160, ТБЗ-200, 6-ТБ320, ТБ400
300
Рис. 13.62. Зависимости времени выключения от скорости нарастания
напряжения в закрытом состоянии (du^j dt)crt^ при Tj = Tjm, Ur = 100 В,
1т=1тлУт- diTldt — -Ю А/мкс, UD = 0,67 t/рлм ,
a - ТБ2-160, ТБЗ-200, б - ТБ320, ТБ400
Рис. 13.63. Зависимости критической скорости нарастания напряжения в
закрытом состоянии (dui)ldt)crlt от амплитуды напряжения в закрытом со-
стоянии иoRMt при ?! — Tjm дли групп 3-6 по (duD / dt)cr:l
Я-ТБ2-160, ТБЗ-200, б - ТБ32О, ТБ400
Рис. 13.64. Переходные тепловые сопротивления переход — корпус Z(rtjyc (4) и
переход - среда Z^i,)IJa при скоростях охлаждающего воздуха 0 м/с (1), 6 м/с (2)
и 12 м/с (3)
а —ТБ2-160, ТБЗ-200 (охладитель ОА-40), б — ТБ32О, ТБ400 (охладитель
0343-150)
301
О 10 20-d.ir/d.t, А/мкс 0 10 20-cLir/ttt,А/мкс 0 10 20-dir/cli,А/мкс
Рис. 13.65. Зависимости заряда обратного вос-
становления Qrr от скорости спада тока в
открытом состоянии — dtT/dt при Т. = Tjm,
UR = 100 В:
а - ТБ2-160, б - ТБЗ-200
Группа по tq ... . 5 6 7
Коэффициент умноже-
ния ................ 1,0 0,43 0,25
О 10 20-dir/di, А/мкс
в - ТБ320; г - ТБ400
Группа no tq...... 5 6
Коэффициент умножения . . 1,0 0,48
1 - 1т= °.5 {TAVm< 2 - !Т= iTAVnu 2 ~ 1т~2 ЬлУт
Группа по tg ... . 5
Коэффициент умноже-
ния ................. 1,0
6 7
0,57 0,37
в - ТБ32О, г - ТБ400
Группа по tq............... 5 6
Коэффициент умножения . . 1,0 0,6
302
Рис. 13.67. Зависимости допустимой амплитуды импульсов тока /удд от дли-
тельности tp н частоты при UD = 0,67 UDRM, UR = 0,67 URRM-.
Tc = ^°c-. a - ТБ2-160; б - ТБЗ-200, в - ТБ32О; г - ТБ400; 7'с = 70°С, д-
ТБ2-160, е - ТБЗ-200;
303
Рис. 13.67. Продолжение:
ж - ТБ320; з — ТБ400; Тс = 90°С; «-ТБ2-160, к - ТБЗ-200; л - ТБ320; м -
ТБ400; 7 — 630 Гц; 2-1000 Гц; 3- 1600 Гц, 4- 2500 Гц; 5 - 4000 Гц;
6 - 6300 Гц; 7 - 10000 Гц
Рнс. 13.68. Зависимости допустимой амплитуды импульсов тока Урд/ от длительности
tp при температуре охлаждающей среды 40°С, Гр = 0,67 Udrm> Ur =
= 0,67 Urrm, скорости охлаждающего воздуха 6 м/с:
а — ТБ2-160 и б — ТБЗ-200 (охладитель ОА-040); в — ТБ320 и г — ТБ400 (охла-
дитель 0343-150), У — 630 Гц; 2-1000 Гц; 5— 1600 Гц; 4- 2500 Гц; 5-
4000 Гц; 6- 6300 Гц; 7- 10000 Гц
РАЗДЕЛ 14
ТИРИСТОРЫ СИММЕТРИЧНЫЕ
14.1. ТИРИСТОРЫ СИММЕТРИЧНЫЕ ТИПОВ ТС161-160,
ТС161-200, ТС171-250, ТС171-320
Симметричные тиристоры типов ТС161-160, ТС161-200,
ТС171-250, ТС171-320 (ТУ 16-729.106-81) предназначены для примене-
ния в электротехнических и радиоэлектронных устройствах общего на-
значения в цепях постоянного и переменного тока.
Симметричные тиристоры допускают воздействие вибрационных
нагрузок в диапазоне частот 1 — 100 Гц с ускорением 49 м/с2 и много-
кратных ударов длительностью 2—15 мс с ускорением 147 м/с2.
Отличительной особенностью симметричных тиристоров является
способность к управлению в I и II квадрантах (рис. 14.1).
Рис. 14.1. Квадранты управляемости симметричных тиристоров: г/д/-основное
напряжение; uq - напряжение управления
Тиристоры изготовляются в штыревом исполнении.
Предельно допустимые значения параметров симметричных тири-
сторов приведены в табл. 14.1, характеризующие параметры — в табл.
14.2, типы рекомендуемых охладителей и нагрузочная способность
симметричных тиристоров — в табл. 14.3, зависимости параметров от
различных условий — на рис. 14.3 — 14.12, габаритные и присоедини-
тельные размеры — на рис. 14.2.
306
Oi
Рис. 14.2. Габаритные и установочные размеры симметричных тиристоров
ТС161-160, ТС161-200, ТС171-250, ТС171-320, мм
Размер ТС161-160, ТС161-200 ТС171-25О, ТС171-320 Размер ТС161-160, ТС161-200 ТС171-250, ТС171-320
D 035,5 045,5 О. 200± 15 250+ 10
Е 32 41 °2 215 + 10 265 + 10
I 85 ПО тх 010,5+0’43 01О,5 + 0’43
Мх N+ 1 20 16 24 19 W М20х 1,5 М24х1,5
2 3 UT,E> 1 2 «т В
гт,А
1000
800
600
ЧОО
200
О
1 2 5 ит,В 1 2 Зит,В :
Рис. 14.3. Предельные характеристики открытого состояния симметричных
тиристоров при Т. = 25 °C (1) и Tj — TJm (2).
а - ТС161-160; б —ТС161-200; Н-ТС171-250; г - ТС171-320
307
Рис. 14.5. Зависимости допустимой амп титулы
ударного иеповторяющсг ося тока в открытом
состоянии Itsm от длительности перегрузки
t при Г, = 25 °C (7) и T/ = Tjm (2)
а —ТС161-160, б~ ТС161-200, в — ТС171-250,
г - ТС171-320
Рис. 14.6. Предельно допустимые характеристики управтяющего электрода
для всех типов симметричных тиристоров § 14.1
Кривая Скважность Длительность им- пульса управления /(7, мс Мощность Рсм< В1
1 1 Постоянный ток 1,5
2 2 10 3 0
3 20 1,0 25
4 50 0,4 40
5 200 0,1 200
6 400 0,05 400
Рис. 14.7. Типичные зависимости отпирающего тока управ тения Iqt* от Длн*
тельпостп импульса управления tQ при Tj = TJm (Г), Tj = 25 °C (2), Г, = Tjmm (3),
Ср = 12 В для всех типов симметричных тиристоров § 14.1
308
Рис. 14.8. Зависимости времени
задержки tgd* (;) и времени вклю-
чения tgt* (2) от амтитуды управ-
ляющею щипульса IpGM ПРИ
Т} = 25 °C, t/D = 100 В, 1Т =
= iTRMSrn* rG > 50 мкс, Длитель-
ности фронта управляющего им-
пульса 1 мкс для всех типов
симметричных тиристоров § 14.1
Рис. 14.9. Зависимость заряда обратного восстановления Qrf.* от скорости спада
тока в открытом состоянии —dij-ldt при Tj = T/m, It = ^TRMSm Для вСех ТИПов
симметричных тиристоров § 14.1
Рис. 14.10. Зависимость времени обратного восстановления trri( от скорости
спада тока в открытом состоянии —diTfdt при Tj = Tjm, ^т — ^TRMSm Для
всех типов симметричных тиристоров § 14.1
Рис. 14.11. Зависимость критической скорости нарастания коммутационного
напряжения (diiD[dt)coin* от скорости спада тока в открытом состоянии
— di^dt при = TJtn для всех типов симметричных тиристоров § 14.1
Рис. 14.12. Переходные тепловые сопротивления переход —корпус (5)
и переход — среда Z^th)tja при скоростях охлаждающего воздуха 0 м/с (7),
3 м/с (2), 6 м/с (3) и 12 м/с (4)
Д-ТС161-160, ТС161-200 (охладитель 0171-80), 6-ТС171-200, ТС171-250"
(охладитель 0181-110)
309
Таб tuna 141 Предельно допустимые значения параметров симметричных
тириСзоров
Параметр
Повторяющееся импульсное напряжение в за-
крытом состоянии t/рял/, В (диапазон темпера-
тур от TJmm до Tjm, импульсы напряжения од-
нополупериодные синусоидальные, t = 10 мс,
/= 50 Гц, цепь управления разомкнута)
Максима пьно допустимый действующий ток
в открытом состоянии IrRMSm* А(ТС —85СС,
при двусторонней проводимости, угол проводи-
мости р = 180°, /'— 50 Гц)
Ударный неповторяющийся ток в открытом
состоянии 1jsm-> кА (ток синусоидальный, оди-
ночный импульс t, = 20 мс, Ur = 0, режим в цепи
управления длительность фронта импульса 1 мкс,
U* = 10 В, внутреннее сопротивление источника
управления 5 + 1 Ом, tG > 50 мкс, 7} = 25 °C)
То же при = TJin
Критическая скорость нарастания тока в от-
крытом состоянии (diTldt)criti А/мкс (Г. = TJtn,
UD = 0,67 UDRM, IT= '2-ITRMSm’f~ 1 “ 5 Гц, дли-
тельность воздействия 10 с, параметры источ-
ника управления, как для Itsm)
Средняя мощность потерь на управляющем
электроде PGAy, Вт (7)- Tjm)
Температура перехода, °C
максимально допустимая
минимально допустимая Tjnnn
Температура хранения, °C
максимально допустимая Tst&n
минимально допустимая Tst&nin
Крутящий момент, Н м
200- 1200
200 250 320
2,2 3,3 3,6
2,0 3,0 3,3
6,3
См рис 14 6
125
-60
60
-60
50 + 5 I 60 ± 5
Таблица 14 2 Характеризующие параметры симметричных тиристоров
Параметр ТС161-160 ТС 161-200 ТС171-250 ТС171-320
Импульсное напряжение в открытом состоянии Utm* В, не более (7^ = 25 °C, 1т = 1,41 ItrsMik) Пороговое напряжение и-цтор В, не бояее (?} = Tjm) 1,75 1,2 1,6 1,0 1,7 1,0 1 5 0,8
310
Продолжение табл. 14.2
Параметр
Дифференциальное сопротивление в открытом
состоянии гр, мОм, не более (7}= Tjm)
Повторяющийся импутьспый ток в закрытом
состоянии МА’ нс более (Tj=^Tjnl,
Up- Up rm)
Ток включения Ip, мА, не более (Ту = 25°С,
Up— 12 В, режим в цепи управления форма
напряжения трапецеидальная, tG — 50 мкс, дли
тельность фронта 1 мкс, U* = 10 В, внутреннее
сопротивление источника 5-± 1 Ом)
Ток удержания 1ц, мА, не более (Т/ = 25°С,
Up — 12 В, цепь управления разомкнута)
Отпирающее напряжение управления UGp В,
не более [Up = 12 В, ток управления постоянный,
сопротивление цепи тока в открытом состоянии
не более 10 Ом, для I и II квадрантов)
Т - Т
1 / 1 /пип
Т} = 25 °C
TJ = TJ>n
Неотпирающее напряжение управления UGp, В,
не менее (Tj = T/IW Up = 0,67 UppM, напряжение
источника управления постоянное)
Отпирающий ток управления IGT, А, не более
(ус човия, как для UGt)
Т = Т
J / J/пип
Т} = 25 °C
т = т
lJ ljm
Время включения tgl, мкс, не более [Tj = 25 °C,
17д=100 В, Ir=lTRMSnv параметры источника
управления, как для Itsm)
Время задержки мкс, не более (условия
как для tgf)
Критическая скорость нарастания коммутацион-
ного напряжения [dup/df)conb В/мкс, (Tj=Tjmt
It~ItrmSm^ 0 не менее 5 мс, di-p/dt —
— —0,1 А/мкс, Up = 0,67 Uррм)
Заряд обратного восстановления Ql}, мкКл, не
более [Tf-TJm, lT~lTRMSm> длительность 1Т
не менее 0,2 мс, di-rfdi — — 0,1 А/мкс, Ur = 100 В,
форма ip трапецеидальная)
Время обратного восстановления trr> мкс, не
более (условия, как для Qrr)
Тепловое сопротивление переход —корпус Rpyc,
°С/Вт, не более (постоянный ток)
Вероятность безотказной работы за 25 000 ч
Масса, кг, не более
2,6 2,25 2,08
15 15 25
500
200
8,5
5,0
3,5
0,3
0,80
0,40
0,25
20
10
6,3-50
1,5
25
50 60 60 70
15 20 20 25
0,14 0,14 0,10 0,10
0,97
0,3 0,3 0,51 0,51
311
Таблица 14 3 Рекомендуемые охладители и нагрузочная способность симметрич-
ных тиристоров
Тип Симмет ричного тиристора Тип охпади- теля ItrmShv А, с охладителем при Та = 40 °C и Rthch* °С/Вт
двусторонней проводимости и односторонней проводимости и
естес гвен ном ох- паждении скорости воздуха 6 м/с естествен- ном ох лажтении скорости воздуха 6 м/с
ТС161-160 Г\ J П J Об 50 но 40 80 0,05
ТС 161 200 60 120 50 90
ТС171-250 0181-110 90 170 70 120 0,03
ТС171-320 100 200 80 140
14.2. ТИРИСТОРЫ СИММЕТРИЧНЫЕ ТИПОВ ТС2-10, ТС2-16,
ТС2-25, ТС2-40, ТС2-50, ТС2-63, ТС2-80
Тиристоры симметричные типов ТС2-10, ТС2-16, ТС2-25, ТС2-40,
ТС2-50, ТС2-63, ТС2-80 (ТУ 16-529 878-74)* предназначены для работы
в бесконтактной коммутационной аппаратуре, в цепях переменного то-
ка частотой до 500 Гц, а также в других электротехнических и радио-
электронных устройствах
Особенность симметричных тиристоров — структура прибора
имеет почти одинаковые характеристики переключения в I и III ква-
дрантах (см рис 14 1) основной характеристики
Тиристоры симметричные допускают эксплуатацию при темпера-
туре окружающей среды от -50 до +45 °C, атмосферном давлении
0^)85 — 0,105 МПа, относительной влажности 98 % при 35 °C
Климатические исполнения и категории размещения У2, ОМ2, ТЗ
по ГОСТ 15150-69 и ГОСТ 15543-70
Тиристоры допускают воздействие синусоидальной вибрации
в диапазоне частот 1 — 80 Гц с ускорением 49 м/с2 и одиночных ударов
длительностью 1 — 3 мс с ускорением 147 м/с2
Симметричные тиристоры выпускаются в штыревом исполнении
с жестким основным выводом
Предельно допустимые значения параметров тиристоров приве-
дены в табл 14 4, характеризующие параметры — в табл 14 5, типы
рекомендуемых охладителей и нагрузочная способность тиристо-
ров — в табл 14 6, зависимости параметров от различных условий —
на рис 14 14—14 24, габаритные и присоединительные размеры тири-
сторов — на рис 14 13
* В новых разработках не применять
312
Вид Б
Рис. 14.13. Габаритные и установочные размеры симметричных тиристоров, мм:
а - ТС2 10, TC2-I6, ТС2-25 б - ТС2-40, ТС2 50, ТС2 63, ТС2 80
Размер ТС2-10. TC2-I6, ТС2-25 ТС2-40, ТС2-50, ТС2-63, ТС2-80
D 015,4 020 5
Е 14 19
I 28,5 51
м, 8 6
N 11,5 16
О, 26,25 46
О2 20,75 30,75
Л 03 05,3
W Мб мю
м2 5 5
Т2 0 1,5 0 1,5
т 2,5 —
Рис. 14.14
313
Замечание В настоящее время взамен симметричных тири-
сторов (триаков) серии ТС2 (10 — 80 А) начат выпуск триаков в уни-
фицированных корпусах ТС112, ТС122, ТС132 и ТС142 на токи
10 — 80 А (ТУ 16-432 013-83) и триака ТС106-10 в пластмассовом
корпусе иа ток 10 А (ТУ 16-432 016-83) Информация о разра-
ботке новых триаков в справочник не внесена
0,8 1,2 1,6 UT,5
Рис. 14.14. Предельные характеристики открытого состояния симметричных
тиристоров при Tj =25 °C (/) и 7) = Tjm (2)
а - TC2-I0, б - TC2-I6, в - ТС2-25, г - ТС2 40, д - ТС2 50, е - ТС2 63, эк -
ТС2 80
Рис. 14.15. Зависимости допустимой амплитуды
ударного иеновторяющегося тока в открытом со-
стоянии синусоидальной формы от дли-
тельности импульса t, до 10 мс при одио-
нолупериодиом токе и 7} = 25 °C (/), 7) = Tjm (2)
Л-ТС2 10, б —TC2-I6 в —ТС2-25, г-
ТС2 40,
314
Рис. 14.15. Продолжение:
д - ТС2-50, е - ТС2-63, ж - ТС2-80
Рис. 14.16. Предельно допустимые характеристики управляющего электрода:
Я-ТС2-10, ТС2-16, ТС2-25, б - ТС2-40, ТС2 50, ТС2-63, ТС2 80
Кривая Скважность Длительность им- путьса управления мс Мощность Луд/, Вт
а б
I 2 10 3,5 7
2 20 1,0 5,0 10
3 40 0 5 7,0 14
4 200 0,1 10 20
5 400 0,05 14 28
315
10 50 100
Рис. 14.17. Зависимости допустимой амплитуды ударного иеповторяющегося
тока в открытом состоянии Itsm от длительности перегрузки t при
7) = 25 °C (7) и Tj = Tjm (2):
а —ТС2-10; 6 - ТС2-16; «-ТС2-25, г - ТС2-40; д-ТС2-50; е-ТС2-63;
ж - ТС2-80
316
Рис. 14.18. Зависимости допустимой амплитуды ударного неповторяюшег оси
тока в открытом состоянии Itsm синусоидальной формы от длительности
импульса (,<20 мс при дву хполупериодном токе и Tj = 25 °C (7), Tt = Tlm (2)
а - ТС2-10, б - ТС2-16, в - ТС2-25, г - ТС2-40, д - ТС2-50, е - ТС2-63, ж -
ТС2-80
317
Рис. 14.19. Типичные зависимости отпирающего тока управления от
длительности импульса управления tG при 7} = TJtnin (7), 7} = 25 °C (2), 7} = TJtn
(5), UD — 12 В:
а - ТС2-10, ТС2-16, ТС2-25; б - ТС2-40, ТС2-50, ТС2-63, ТС2-80
Рис. 14.20. Зависимости времени задержки tg^ (7) и времени вклю-
чения tgt* (2) от амплитуды управляющего импульса ПРИ 7} = 25 °C,
С7у) = 1бО В, ^т — ^TRMSm^ = мкс, длительности фронта управляющего
t импульса 1 мкс, di^jdt = 1 А/мкс:
Д-ТС2-10, ТС2-16, ТС2-25; б - ТС2-40, ТС2-50, ТС2-63, ТС2-80
Рис. 14.21. Зависимости критической скорости нарастания коммутационного
напряжения (dup!dt}conu от температуры перехода Т} при 1т — IrRMSm’
а —ТС2-10, ТС2-16, ТС2-25; б - ТС2-40, ТС2-50, ТС2-53, ТС2-80
318
U,t 0,5 0,8
0,4- 0,5 0,8
Рис. 14.22. Зависимости критической скорости нарастания коммутационного
напряжения (du])ldt)com* от приложенного напряжения при /7 = T-p^sin-
Й-ТС2-10, ТС2-16, ТС2-25, б - ТС2-40, ТС2-50, ТС2-63, ТС2-80
0,00? 0,017-(Ит/М,А/мкс
0,025 0,05-d.iT/ctt,Л/мкс
Рис. 14.23. Зависимости критической скорости нарастания коммутационного
напряжения (du£jldt)com* от скорости спада прямого тока — dipldt при
7/ — Tjtn, It = iTRMSm '
а —ТС2-10, ТС2-16. ТС2-25, б - ТС2-40, ТС2-50, ТС2-63, ТС2-80
Рис. 14.24
319
Z(ih)-tj С,
°С/Вт
2
1
О
0,1 1 10 100 10001, с
В)
Рис. 14.24. Переходные тепловые
сопротивления переход-корпус
ZW,)C(4) и переход-среда Z(l/,)lJa
при скоростях охлаждающего воз-
духа 0 м/с (/), 3 м/с (2) и 6 м/с (3):
а — ТС2-10, б —ТС2-16 и в-
ТС2-25 (охладитель ОА-043); г —
ТС2-40, д - ТС2-50, е-ТС2-63
и ж — ТС2-80 (охладитель
ОА-047)
Таб aata М 4. Предельно допустимые значения параметров симметричных
тиристоров
Параметр ТС2-10; ТС2-16, ТС2-25 ТС2-40; ТС2-50 ТС2-63; ТС2-80
Повторяющееся импульсное напряжение в за- крытом состоянии С'рдд/, В (диапазон температур от Tjmut Д° импульсы напряжения однополу- периодные синусоидальные, г =10 мс, f — 50 Гц, цепь управления разомкнута) 100- 1001
Максимально допустимый действующий ток в от- крытом состоянии IrRMSm* А(Те = 70 °C, ток сину- соидальный, угол проводимости |3 = 180°, /= 50 Гц) Ю; 16; 25 40, 50 6Г 80
Ударный неповторяющийся ток в открытом со- стоянии IrSM' (ток синусоидальный, одиноч- ный импульс /, = 20 мс. (/^ = 0: режим в цепи управления: длительность фронта импульса 1 мкс, > 36 В, внутреннее сопротивление источника управления до 36 Ом, tQ не менее 50 мкс, Tj = 25 °C) 90, 110; 130 220, 250 270; 360
То же при Tj — TJtn Критическая скорость нарастания тока в откры- том состоянии dt)Cl И' А/мкс (Tf = Tjm, UD = 0,67 UDrm, It< UTRMSm' /=1^5 Гц, дли- тельность воздействия 10 с, параметры источника управления, как для Itsm} 80; 100; 120 200; 230 40, 70 250; 330
Температура перехода, СС максимально допустимая Т!1П минимально допустимая Tfimii ПО -50
Температура хранения, °C: максимально допустимая T$tgl)l минимально допустимая Ti(gfnin 50 -50
Крутящий момент, Н • м 1,0 5,6 5,6
Таблица 14 5 Характеризующие параметры симметричных тиристоров
Параметр ТС2-10; ТС2-16; ТС2-25 ТС2-40; ТС2-50 ТС2-63; ТС2-80
Импульсное Напряжение в открытом состоянии 2,0 2,0 2,0
иТМ, В, не более (7} = 25СС, 1т = 1.41 IrRMSm)
Пороговое напряжение Ut(TO)' ие более 1,3; 1,0; 1,1;
{Tj = 25 °C) 1,2; 1,0 1,0
1,17
11 О Г. Чебовский и др.
321
Продолжение табл. 14 5
Параметр ТС2-10, ТС2-16, ТС2-25 ТС2-40; ТС2-50 ТС2-63, ТС2-80
Дифференциальное сопротивление в открытом состоянии ту, мОм, не более (Г, = 25 С) 49,6, 35,5, 23,5 17,7, 14,2 10,1, 7,1
Повторяющийся импульсный ток в закрытом со- стоянии Jdrm, мА, не более (7) = Tjm, 11$ = Udrm) 3,0 4,0, 6,0 6,0
Ток включения 7^, мА, не более (7) = 25СС, С/р =12 В; режим в цепи управления форма напряжения прямоугольная, = 50 мкс, длитель- ность фронта 1 мкс, Ux = 36 В, внутреннее со- противление источника до 36 Ом) 60 80 80
Ток удержания Z#, мА, не более (7) = 25 °C, С/р = 12 В, цепь управления разомкнута) 45 60 60
Отпирающее напряжение управления Uq^ В, не более (С/р = 12 В, ток управления постоянный):
Tj = Tjmin Tj = 25 °C 6,0 3,5 9,0 7,0 9,0 7,0
Неотпирающее напряжение управления С/<ур, В, не менее (7) = 7)w, С/р = 0,67 Uqrm> напряжение источника управления постоянное) 0,25
Отпирающий ток управления Iqj-, мА, не более (условия, как для Uqt)' Tj = 25 °C Tj — Tjmm 150 450 250 600 250 600
Время включения tg[, мкс, не более (Т) = 25°С, diQjdt = 1 А/мкс, Zy = ItrmS’ ~ 50 мкс, Iq — 1 А) 12 20 20
Время задержки ts& мкс, не более (условия, как для tgd 10
Критическая скорость нарастания коммутацион- ного напряжения {dup)ldt}cotn^ В/мкс (Tj = Tjm, jу = 1уток однополупериодный синусоидаль- ный, = 10 мс, Ud — 0,67 UpRM> параметры цепи управления: Iq = 50 мкс, di^dt = 1 А/мкс) 5-40
Тепловое сопротивление переход —корпус Rthjc, эС/Вт, не более (постоянный ток) 24; 1,7; 1,2 0,73; 0,65 0,575; 0,47
Вероятность безотказной работы за 10000 ч 0,95
Масса, кг, не более 0,013 0,045 0,045
322
Таблица 14,6 Рекомендуемые охладители и нагрузочная способность
симметричных тиристоров
Тип симмет- ричного тиристора Тип ох идителя 'TR'rSnu А, при Тл = 40°С н °С/Вт
естественном очтаждении скорости воздуха 6 м/с
ТС.’-10 7 11
ТС2-16 ОЛ-041 9 15 0,2
ТС2-25 12 20
ТС2-40 16 31
ТС2-50 ОА-047 к 20 34 0,15
ТС2-63 22 38
ТС2-80 24 41
ТС2-40 22,9
ТС2-50 ОА-001 28,6 - 0,15
ТС2-6 3 31,5 —
ТС2-80 34? -
14.3. ТИРИСТОРЫ СИММЕТРИЧНЫЕ ТИПОВ ТС80, ТС125,
ТС160
Симметричные тиристоры типов ТС80, ТС125, ТС160
(ТУ 16-729.071-77) * предназначены для применения в электротехниче-
ских и радиоэлектронных устройствах общего назначения, в цепях
переменного и постоянного тока.
Отличительной особенностью симметричных тиристоров является
способность к управлению в I и II квадрантах (при положительном на-
пряжении на управляющем электроде).
Симметричные тиристоры допускают воздействие вибрационных
нагрузок в диапазоне частот 1 — 100 Гц с ускорением 49 м/с2 и много-
кратных ударов длительностью 2—15 мс с ускорением 147 м/с2.
Тиристоры изготавливаются в штыревом исполнении.
Предельно допустимые значения параметров симметричных тири-
сторов приведены в табл. 14.7, характеризующие параметры — в табл.
14.8, типы рекомендуемых охладителей и нагрузочная способность — в
табл 14.9, зависимости параметров от различных условий — па рис.
14 26—14.39, габаритные и присоединительные размеры — на рис.
14.25.
* В новых разработках не применять
И*
323
Табита 14 7 Предельно допустимые значения параметров симметричных
тиристоров
Параметр
ТС80 | ТС125| ТС160
Повторяющееся импульсное напряжение в закрытом
состоянии Vqrm* В (диапазон температур от TJnun
до Tjm, импульсы напряжения однополупериодные си-
нусоидальные, t = 10 мс, f = 50 Гн, цепь управления
разомкнута)
Максимально допустимый действующий ток в от-
крытом состоянии Jtrmsjjs A(TC = 7Q С, при двусто-
ронней проводимости, угол проводимости 0 = 180э,
f= 50 Гц)
Ударным неповторяющийся ток в открытом состоянии
IjSM, А (ток синусоидальный, /, = 20 мс, режим в це-
пи управления длительность фронта импульса 1 мкс,
U* нс менее 10 В, внутреннее сопротивление нсточ
пика 5 ± 1 Ом, tG нс Менее 50 мкс, Tj — 25 °C)
То же при Tj = Tjm
Критическая скорость нарастания тока в открытом
состоянии (diTld^cni' А/мкс (7)= Т/пР Uq — 0,67 Vdrm,
1т^ 2 ItrmSiw / = 1 - 5 Гц, длительность воздействия
10 с, параметры источника управления, как для Itsm)
Средняя мощность потерь на управляющем электро-
де PG j Вт (Tj = Tjm)
Температура перехода, ?С
максимально допустимая Т/1П
минимально допустимая TJinm
Температура хранения, JC
максимально допустимая Tslgm
минимально допустимая Ts!g„WJ
Крутящий момент, Н м
100- 1200
80 125 160
1320 1540 1760
1200 1400 1600
5-70
См рис 14 29
110
-50
60
-50
45 ± 5
Таб mifd 14 8 Характеризующие параметры симметричных тиристоров
Параметр
Импульсное напряжение в открытом состоянии Utm, В,
не более (Т; = 25 С, 1Т= 1,41 ITR\fSm)
Пороговое напряжение Ut(TO^ не более (7^ = TJtn)
Дифференциальное сопротивление в открытом состоя-
нии г-}, мОм, не более (7}= Т/п})
Повторяющийся импульсный ток в закрытом состоянии
мЛ’ не более (Т}= T]m, Vр = UDrm)
Ток включения 1^, мА, не более (7^ «25 С,
U£) = 12 В, режим в цепи управления форма напряжения
трапецеидальная, tG = 10 мкс, длительность фронта 1 мкс,
Сх = 10 В, внутреннее сопротивление источника 5 + 1 Ом)
Ток удержания 1^, мА, не более (Tj = 25 С, U D = В,
цепь управления разомкнута)
Отпирающее напряжение управления UGt, В, не более
((/д= 12 В, ток управления постоянный, сопротивление
цепи тока в открытом состоянии не более 10 Ом)
ТС80 ТС125 ТС 160
2,30 1,46 1,45
1,45 0,98 0,88
0,8 0,3 0,24
20
250
200
324
Продвижение таи i 14 8
Параметр
ТС80 | ТС125 | ТС160
т = т 1 ] 1 jnitH 7, = 25 С 10 5
Т - т 1J 1 Jni 4
Неотпирающес напряжение управления Ugd, В, нс 0,3
менее (Т == T/nl, Т’р — 0.67 (Урд напряжение источника
управления постоянное)
Отпирающий ток управления Iqi, А, не более (ус-
ловия, как для Vqp)
Т = Т 1 / J ,шп 0,8
Г, = 25 С 0,4
1 = Т J) 1 Л1} 0,25
Время включения г?/, мкс, не более (Г, = 25 С, 20
UD = 100 В, Ip — IrRMSni' параметры источника управ-
ления, как для Jpsn)
Время задержки tg({, мкс, нс более (ус товия, как 10
для tg!)
Время выключения мкс, нс более (Г; = Т1Н, 70-250
dipldt ~ —0,1 А/мкс, 1р = 7TRMSni’ Ur = 100 В, U р>—
= 0,67 Vdr\p duDldt = {diiD/dt)(ru, плителъиость 1р не ме-
нее 500 мкс, длительность Uр> нс менее 50 мкс, со-
противление источника t/p нс менее 1 кОм)
Заряд обратного восстановления Qrr, мкКл, нс более 250 300 350
= Tjm, Ip = IpRMSnv длительность Ip нс менее 0,2 мс,
dipldt = —0,1 А мкс, Ur= 100 В, форма ip трапецеи-
дальная)
Время обратного восстановления tn, мкс, нс более 150
(условия, как для Qri)
Критическая скорость нарастания напряжения в за- 10- 1000
крытом состоянии (duDldf)crll, В/мкс, (Tj=Tjm, Ud =
= UDPM, длительность Vр нс менее 50 мкс, цепь
управления разомкнута)
Критическая скорость нарастания коммутационного 5-50
напряжения (duD/dt\om, В/мкс (Т) =- T,tn, Ip = Iprmsw
tj> 5 мс, dipjdt = —0,1 А/мкс, £/^ = 0,67 Udrm}
Тепловое сопротив тенис переход — корпус RthJC, АС/Вт, 0,25 | 0,25 | 0,2
не более (постоянный ток)
Вероятность безотказной работы за 10000 ч 0,61
Масса, кг, нс более 0,44
Таб ища 14 9 Рекомендуемые охладиюли н нагрузочная способность
симметричных тиристоров
Тип симмет- ричного тиристора Т ип охладите !я hRMSm. А, при Т„ = 40°С II Rthchi f/Вт
сс гсствснном ох лаждении скорости воз туха 6 м/с
ТС80 30 70
ТС 125 0171-80 50 90 0,02
ТС 160 70 110
325
Рис. 14 25. Габаритные и установочные размеры симметричных тиристоров
ТС80, ТС125, ТС160
Рис. 14.26. Предельные характеристики открытого состояния симметричных
тиристоров при Tj = 25 °C (/) и Т. = Тm (2)
а - ТС80, 6 - ТС125, « - ТС160
Рис. 14.27. Зависимости допустимой амплитуды ударного неповторяющегося
тока в открытом состояинп от дтптслыюстп импульса I, при Tj = 25°С (/)
I Т, ~ Т]п, (2), UR = 0:
а - ТС80, б - ТС125, в - ТС160
326
Рнс. 14.28. Зависимости допустимой амплитуды ударною неповторяющегося
тока в открытом сосюинии 1?зм от длительности перирузки t при Г, =25 °C (/)
и 1, = Т)т (2)
а - ТС80, б - ТС125, в - ТС160
Рнс. 14.29. Предельно допустимые характеристики управляющего электрода
дли всех типов симметричных тиристоров § 14.3
Кривая Скважность Длительность им- пульса управления мс Мощность PGM, в'
1 1 Постоянный ток 1,7
2 2 10 3,2
3 4 5,0 5,6
4 10 2,0 12
5 200 0,1 80
Рнс. 14.30. Зависимости времени задержки (7) и времени включения
tgl* (2) or амплитуды управляющего импульса IfGM пРи ~ 25 °C, VD = 100 В,
7у = iTRMSm’ lG 50 мкс, длительности фронта управляющего импульса 1 мкс
для всех типов симметричных тиристоров § 14.3
Рнс. 14.31. Типичные зависимости от-
пирающего тока управления 7(,Г* от
длительности импульса управления tQ
"Р« = (7), 7} = 25 °C (2), Tj =
= Tjm (3), Uq = 12 В для всех типов
симметричных тиристоров § 14.3
327
Рис. 14.32. Зависимости тока включения 7д о г длительности tG и ампли-
туды l^GM управляющего импульса при Г/ = 25ОС, diGldt = 2 А/мкс, tG =
= 2 мкс (/), 5 мкс (2), 10 мкс (3), 20 мкс (4) для всех типов сим-
метричных тиристоров § 14.3
Рис. 14.33. Зависимости времени включении tgl* (2) и времени задержки
^4* (7) от скорости нарастания тока управления di^dt при Т,~ 25С,
для всех типов симметричных тирпсто-
§ 14.3
Рис. 14.34. Зависимости времени включе-
нии tgt* от тока в открытом состоянии
ITRMS» при 7) = 25 °C, lG ? 50 мкс,
7(7 = 1 A, diGjdt = 1 А/мкс:
а- ТС80, б- ТС125, е-ТС160
Рис. 14.35. Зависимость тока удержания 1ц* от температуры перехода Tj
дли всех типов симметричных тиристоров § 14.3
Рнс. 14.36. Зависимости заряда обратного восстановления Qfl* от скорости спада
гока в открытом состоянии — diT!dt при Tj = Т/пг, Lr= 100 В:
7 - I квадрант. 2 - II квадрант, 3 - IT^ IrRMSm* 4 - 1т= 1,5 IrRMSm
для всех типов симметричных тиристоров § 14.3
328
Рнс. 14.37. Зависимости времени обратного восстановлении Сг* от скбрости
cnaia тока в открытом состоянии — di'plclt при Tf = T/m Ur = 100 В:
/-[ квадрант, 2-11 квадрант 3 - JT= ITRMS,n, 4-IT=i,5 Для
всех типов симметричных тиристоров § 14 3
Рис. 14.38. Зависимость критической скорости нарастания коммутационного
наприжения {du£)ldt)com* от скорости спада токь-diTldt при Tj—Tjm, Ujy —
= 0,67 Udrm, It — iTRMSm Дли всех типов симметричных тиристоров § 14.3
Рис. 14.39. Переходные тепловые сопротивления переход-корпус Z(th)fJC
Й-ТС80 ТС125, 6-ТС160
РАЗДЕЛ 15
ТИРИСТОРЫ-ДИОДЫ БЫСТРО-
ВЫКЛЮЧАЮЩИЕСЯ ТИПОВ
ТДЧ171-125/50, ТДЧ171-160/63,
ТДЧ153-320/125, ТДЧ153-400/160
Тиристоры-диоды быстровыключающиеся (ТУ 16-729 295-81)
предназначены для применения в широтно-импульсных системах пуска
н регулирования скорости городского электроподвижного состава, ав-
тономных инверторах напряжения, преобразователях частоты, а также
других цепях постоянного и переменного тока различных силовых
установок
Тиристоры-диоды изготавливаются прямой полярности Для от-
крытого состояния анодом является основание корпуса
329
Тиристоры-диоды допускают эксплуатацию при температуре
окружающей среды от —60 до +40 °C, атмосферном давлении
0,085 — 0,105 МПа, относительной влажности 98 % при 35 °C.
Структура условного обозначения:
т д у ср ср [р гр qi ср гр гр ср
Тиристор
Диод
Б ыстровыключающийся
Порядковый номер модифи-
кации прибора
Обозначение типоразмера
(размер шестигранника
"под ключ" для ТДЧ171 или
диаметр корпуса для ТДЧ153)
Обозначение конструктивного
исполнения корпуса прибора
Максимально допустимый
средний ток в открытом
состоянии} А
Максимально допустимый
средний ток в обратном
проводящем состоянии, А
Класс
Группа по критической
скорости нарастания комму-
тационного напряжения в
закрытом состоянии
Группа по времени выклю-
чения
---Климатическое исполнение
и категория размещения
330
Климатические исполнения и категория размещения У2. УХЛ2, Т2
по ГОСТ 15150-59 и ГОСТ 15543-70.
По прочности и устойчивости к воздействию в эксплуатации меха-
нических нагрузок допускают синусоидальные вибрации в диапазоне
частот 1 — 100 Гц с ускорением 49 м/с2, многократные удары длитель-
ностью импульса 2—15 мс с ускорением 147 м/с2 и одиночные удары
длительностью импульса 50 мс с ускорением 39,2 м/с2.
Табита 15.1. Предельно допустимые значения параметров тиристоров-диодов
Параметр
Повторяющееся импульсное напряжение в закрытом состоянии
Udrm, В (диапазон температур от Tjmi„ до TJfn, импульсы
напряжения однополупсриодныс синусоидальные. I = 10 мс,
f = 50 Гц, цепь управления разомкнута)
Максимально допустимый средний ток в открытом состоя-
нии /pjj w. А (Т( = 85 СС, ток однополупериодный синусоидаль-
ный, угол проводимости 180//=50 Гц)
Максимально допустимый средний ток в обратном прово-
дящем состоянии А(ГС — 85 СС, ток однополупериодный
синусоидальный, уюл проводимости Р — 180°, f= 50 Гп)
Действующий гок в открытом состоянии Itrms> A (f — 50 Гц)
Действующий ток в обратном проводящем состоянии Ir(rms),
Л (/=50 Гц)
Ударный нспов горяющийся ток в открытом состоянии,
IrSM* КА (гок однополупериодный синусоидальный, одиночный
импульс 0 = 10 мс, Ur = 0; режим в цепи управления: дли-
те 1ьность фронта импульса 5 мкс, = 10 — 20 В, внутреннее
сопротивление источника управления 5 — 10 Ом, Т} = 25 °C)
То же при Tj = Tjm
Ударный поповтеряющийся ток в обратном проводящем
состоянии Irsm, кА (ток однополупериодный синусоидальный,
одиночный импульс = 10 мс, UD = 0, Tj = 25 СС)
То же при Tj ~ Tjin
Критическая скорость нарастания тока в открытом состоя-
нии А/мкс (Tj = Tjm,, Up = 0,67 Uqrm, /у- 500 Л,
f~ 1 т5 Гц, длительность фронта управления 1 мкс, дли-
тельность пмпу 1ьсл 5-10 мкс, Гх = 10 В, внутреннее сопро-
тивление источника управления 5 Ом)
Температура перехода, СС:
максимально допустимая Tjm
минимально допустимая Tjmm
Температура храпения, СС:
максимально допустимая Tstsm
минимально допустимая Tstginin
Крутящий момент, Н-м
600- 1600
125 160
50 63
196 251
78 99
3,5 3,8
3,0 3,5
1,0 1,1
0,9 1,0
200
125
-60
50
-60
32-48
331
Предельно допустимые значения параметров тиристоров-диодов
приведены в табт 15 1 и 15 3, характеризующие параметры - в табл
15 2 и 15 4, типы рекомендуемых охладителей и нагрузочная способ-
ность тиристоров-диодов — в табл 15 5, габаритные и присоеди-
нительные размеры — иа рис 15 1
Таблица 15 2 Характеризующие параметры тиристоров-диодов
Параметр ТДЧ171-125/50 ТДЧ171-160/63
Импульсное напряжение в открытом состоянии Ur\h В ис ботсе (Tj = 25 °C, 1т= 3,14 l-j'AVm') 2 2
Пороговое напряжение в открытом состоянии В не более (Tj = Tjm) 1,7 1,6
Дифференциальное сопротивление в открытом состоянии / р, мОм, ис более (7} = TJtn) 1,52 1,2
Импульсное напряжение в обратном проводящем состоянии В, нс более (7) = 25 °C, = 3,14 2,2 2,2
Пороговое напряжение в обратном проводящем состоянии Ur(TO), В, не ботес (Т) = TJm) 1,7 1 55
Дифференциальное сопротивление в обратном проводящем состоянии гц, мОм, не более (Tj — TJin) 3,8 3 6
Повторяющийся импульсный ток в закрытом состоянии lDR\b мА> ис более (7у=Г/ш, Ud^Udrm, вывод управляю щего этсктрода разомкнут) Отпирающее напряжение управ гения Uqt* В нс ботес (Vf) = 12 В, ток управ тения постоянный, сопротивление в цепи тока в открытом состоянии 3 Ом, Tj = 25 С) То же при Tj = T/mu, 30 5 6
Нсотпириощсе напряжение управтения Uqd> В нс менее (Tj = Tj,, Vf) = 0,67 Ьрцм, напряжение источника управтения постоянное) Отппрмощнй ток управ гения Л, не ботсе (условия, как лт I Vq-j-}, 0,25
Tj = 25 °C 0,35
т = т * / 1 jmin 0,7
Время выключения мкс, не бо гее (Т}—Т)1П, 1т=1тА1т = (hiD/dt = 50 В/мкс, UD = 0 67 UDR\f) 32- -63
Тентовое сопротив генис переход — корпус в открытом состоя вин R^jiT' °С/Вг нс более (постоянный ток) 0,125
Критическая скорость нарастания коммутационного пап ряже НИЯ (</ир/Л)сот, в/мкс (Tj=T,m, UD= 0,67 U№u, {R = lRAVm- длительность Up не менее 200 мкс, цепь управ тения разом- кнута) 50- 200
Тептовос сопротивление персхоj—корпус в обратном прово- дящем состоянии Rthjclb °С/Вт не более (постоянный ток) 0 32
Вероятность безотказной работы за время 10000 ч 0,90
Масса, кг не более 0,51
332
Габ шца 15 3 Пре ю и.но лопхстимыс значения параметрон тиристоров-дно лов
Параметр ГДЧ153-320/125 ТДЧ153-400/160
Повторяющееся импульсное напряжение в закрытом со- 600- 1600
стоянии V^rm, В (диапазон температур от Tjmin до Tjnt, импульсы напряжения однополупериодныс синусоидальные, 1 = 10 мс, /= 50 Гц, цепь управления разомкнута) Максимально допустимый средний ток в открытом со- 320 400
стоянии ЗтАУть А (Тс = 85 С, ток однополупериодный сину- соидальный, угон проводимости 0=180', f — 50 Гц) Максимально допустимый средний ток в обратном про- 125 160
водящем состоянии Ira^ih, А (Тс = 85 3С, ток однополу- периодпый синусоидальный, угол проводимости 0 = 180°, Гц) Действующий ток в открытом состоянии ItrMS, 502 628
A (/ = 50 Гц) Действующий ток в обратном проводящем состоянии 196 251
!r(RMS)> А (/=50 Гц) Ударный неповторяющийся ток в открытом состоянии 6,1 7,2
Itsm, кА (ток однополупериодный синусоидальный, оди- ночный импулЬс t, = 10 мс, Ur — О, режим в цепи управ- ления длительность фронта импульса 5 мкс, U* = 10 — 20 В, внутреннее сопротивление источника управления 5—10 Ом, 7} = 25 С) То же при Tj = TJ/n 5,5 6,6
Ударный неповторяющийся ток в обратном проводящем 1,0 1,1
состоянии ?rsm, кА (ток однополупериодный синусоидаль- ный одиночный импульс tt = 10 мс, UD = 0, Tj = 25 °C) То же при Tj — TJlt} 0,9 ',0
Критическая скорость нарастания тока в открытом со- 2( 10
стоянии ((Нт!<й\ги А/мкс (Т} = Tjm, U& = 0 67 V^rm, /7= 1000 А /=1 -5 Гц, длительность фронт! импульса управления 1 мкс, длительность импульса 5 — 10 мкс, = 10 В, внутреннее сопротивление источника управления 5 Ом) Температура перехода, °C максимально допустимая Tjm 125
минимально допустимая Т]тш — 60
Температура хранения, °C максимально допустимая Tslgfn минимально допустимая Tstgtnm - 50 60
Прижимное усилие, Н 18 000- -22 000
333
Таблица 15 4 Характеризующие параметры тиристоров-диодов
Параметр
Импульсное напряжение в открытом состоянии Utm* В
не более (Tj = 25 СС, 1т ~ 3 14 /тмт)
Пороговое напряжение в открытом состоянии Ut(to) В
не ботсс (Tj = Tjm)
Дифференциальное сопротивление в открытом состоянии
гт, мОм, нс более (Tj = Tjm)
Импульсное напряжение в обратном прово 1ящсм состоянии
Urn в, не более (7) = 25 С, 1R = 3,14/ЛЛ(„,)
Пороговое напряжение в обратном прово тящем состоянии
Ur(TO) В не более (Г, = Tjm)
Дифференциальное сопрошв юпие в обратном проводя
щем состоянии rR мОм, нс более (Т? = TJ/n)
Повторяющийся импульсный гок в закрытом состоя
нии Idrm, мА, нс более (Tj — Tjm Uq—Udrm выво;
управляющего эюкгрода разомкнут)
Отпирающее напряжение управления Uqt В пс бо iec
(Ud = 12 В, ток управления постоянный сопротив icinic
цепи тока в открытом состоянии 3 Ом Т, — 25 С)
То же при Т} = Tjm
Неотпирающсс напряжение управ тения Uqt, В нс менее
(Tj~Tjm, Ud — QUIUdrm напряжение источника упрувтс
пня постоянное)
Отпирающий ток управления Iqt А нс бо iec (условия
как для Uqt^
Tt = 25 С'С
т = т
1JHIIH
Время выключения t,j мкс пс более (Tf — Т//п
di^dt = — 10 А/мкс, 1т = ?ТАХ m 1r~ iRAlmduDldt ~ В/мкс
UD = 0 67 UDRM}
Критическая скорость нарастания коммутационного на-
пряжения (duDjdl)com В/мкс (Tj^TjI1} Ud = 0 67Udrm
^R — ^RAVnu Длительность Up не менее 200 мкс цепь
управления разомкнута)
Тепловое сопротивление переход — корпус в открытом со
стоянии RthjcT сС/Вт, не ботсс (постоянный ток)
Тепловое сопротивление псрехо i — корпус в обратом про
водящем состоянии RthJtR C/Вт, пс более (постоянный
ток)
Вероятность безотказной работы за время 10000 ч
Масса, кг, не более
2 7
17 1 53
1 6 0 92
2,7
1 9 1,77
2 5 18
70
5
6
0 25
0,35
0 Л
32-63
50-200
0,04
0 1
0 90
0 56
334
Tao тиа 15 > Рекомендуемые ох чадите ли и нагрузочная способность
гирисчоров-дио JOB 1
Тип гиристора- ДИОЦ Тип охлади 1еля ITAVm, А, ври Та = 40 С и iRAVm А при Та = 40 С и
естественном охлаждении скорости воздуха 6 м/с естественном охт1ждении скорости воздуха 6 м/с
ТДЧ171-125/50 0181-110 52 100 39 62
ТДЧ171-160/63 56 109 42 66
ТДЧ153-320,125 0153 150 121 252 90 159
ТДЧ 153-400/160 143 306 103 182
1 Приведенным током можно нагружать только
или шодиую (соответственно)
тиристорную секцию
Рис. 15 1. Габаритные л установочные размеры тиристоров-диодов:
Д-ТДЧ171 125/50, ТДЧ171-160/63, б - ТДЧ153-320/125, ТДЧ153 400/160
335
РАЗДЕЛ 16
ТИРИСТОРЫ ТИПА Т2-160 ДЛЯ БЕСЩЕТОЧНЫХ
СИСТЕМ ВОЗБУЖДЕНИЯ ТУРБОГЕНЕРАТОРОВ
Тиристоры типа Т2-160 (ТУ 16-529.770-73) предназначены для при-
менения во вращающихся выпрямителях переменного тока частотой
до 500 Гц систем бесщеточного возбуждения синхронных двигателей,
компенсаторов и генераторов.
Тиристоры устойчивы к воздействию ударных сотрясений с уско-
рением до 147 м/с2 и длительных вибраций в диапазоне частот от 1 до
100 Гц с ускорением до 49 м/с2, длительных центробежных ускорений
до 49 000 м/с2 и кратковременных (до 5 мин) до 68 600 м/с2, действую-
щих вдоль оси симметрии тиристора в сторону основания, длитель-
ных центробежных ускорений до 9800 м/с2 и кратковременных
(до 5 мин) до 14 700 м/с2, действующих перпендикулярно оси симмет-
рии тиристоров.
Конструктивно тиристоры выполнены в эпоксидном корпусе
с плоским основанием для фланцевого крепления к охлаждающему
устройству. Анодом является фланцевое основание прибора.
Глблы/л 16.1. Предельно допустимые значения параметров тиристора
Параметр Т2-160
Повторяющееся импульсное напряжение в закрытом состоя- нии Udrm н повторяющееся импульсное обратное напряжение Urrm, В (диапазон температур от Tjmin до Tjm, импульсы напряжения однополу периодные синусоидальные, t = 10 мс, f = 50 Гц, цепь управления разомкнута) 400-1000
Максимально допустимый средний ток в открытом состоя- нии А (Тс = 85 СС, ток однополупериодный синусоидаль- ный, угол проводимости р = 180°, f — 50 Гц) 160
Действующий ток в открытом состоянии 1trmS> & (/=50 Гц) 250
Ударный неповторяющийся ток в открытом состоянии Itsm* А (ток однополупериодный синусоидальный, одиночный им- пульс ! = 10 мс, Uл = 0, режим в цепи управления: дли- тельность фронта импульса до 1 мкс, £/х > 10 В, внутреннее сопротивление источника управления 5 + 1 Ом, iq > 50 мкс, = 25 СС) 3900
То же при Tj = Tjm 3500
Критическая скорость нарастания тока в открытом состоя- нии (diTlldt')crit, А/мкс (Tj = Tjni, t/д = 0,67 UDRM, / = 1 ч-5 Гц, длительность воздействия 10 с, параметры источ- ника управления, как для I-j-sm} 40-200
Средняя мощность потерь па управляющем электроде Вт (Tj = Tjm) Температура перехода, СС: См. рис. 16.5
максимально допустимая Tjm 125
минимально допустимая T}min Температура хранения, СС: -50
максимально допустимая TstgM 60
Минимально допустимая Tslgnun -60
Крутящий момент болтов, Нм 15 + 2
336
Предельно допустимые значения параметров тиристоров приве-
дены в табл. 16.1, характеризующие параметры — в табл. 16.2, зависи-
мости параметров от различных условий — на рис. 16.2 — 16.14, габа-
ритные и присоединительные размеры тиристоров — на рис. 16.1.
Таблица 16.2. Характеризующие параметры тиристора
Параметр Т2-160
Импульсное напряжение в открытом состоянии Utm, В, не 1,6
более (Гу =25 °C, 1т—^Л^1тАУт)
Пороговое напряжение Uj-(TO)^ В» не более (Т,= Г,ж) 1,13
Дифференциальное сопротивление в открытом состоянии гр, мОм, нс более {Tj- Tjm) 0,94
Повторяющийся импульсный ток в закрытом сосюянии Iprm и повторяющийся импульсный обратный ток Irrm., мА, не более (7} = Tj„„ UD = UDRM, Ur = Urrm) 20
Ток удержания 1ц, мА, не более (Гу = 25 °C, Up — 12 В, цепь управления разомкнута) Отпирающее напряжение управления Uqt* не более (UD — 12 В, ток управления постоянный, сопротивление цепи тока в открытом состоянии не более 10 Ом): 220
т — т 1] 1 jmin 10,5
Tj = 25 °C 5,0
т = Т- ) },п 3,0
Неотпирающее напряжение управления U(jp, не менее (Tj—TJini Up = Udrm* напряжение источника управления постоянное) Отпирающий ток управления Igj\ не более (условия, как для Uqt)'. 0,5
Т — Т 1 j 1 /ппп 0,6
Tj = 25 °C 0,25
т = т J 1 /ш 0,15
Время включения tgb мкс, не более (7^ = 25 °C, С7р=100 В, 1т—1тАУпъ параметры источника управления, как для Itsm) 10
Время задержки 1§с/, мкс, не более (условия, как для rgf) 5
Время выключения мкс, не более (7}= TJffb di^dt = = -5 А/мкс, 1т=1тАУпь Ur—\W) В, Up = 0,67 UpRM, du^jdt = {dupldt)cn[, длительность IT не менее 500 мкс, дли- тельность Up не менее 50 мкс, сопротивление источника Up до I кОм) 70-250
Заряд обратного восстановления Qrr, мкКл (типовое значение) (7у= Т!т, 1т~^ТАУ)т длительность I? не менее 0,2 мс, dij-jdt = —5 А/мкс, Ur= 100 В, форма ir трапецеидальная) 480
Время обратного восстановления trr, мкс, нс более Условия, как для Q, г) 15
Критическая скорость нарастания напряжения в закрытом состоянии {dupjdt\tlt, В/мкс (7}=Гуж, UD = 0,67 UDrm, дли- тельность Up нс менее 50 мкс, цепь управтения ра- зомкнута) 20- 1000
Тепловое сопротпвченпе переход-корпус R/h/^ С'Вг. нс бо тес (постоянный ток) 0,16
Масса, кг 0,292 + 0,015
12 О. Г. Чебовский п др.
337
Рнс.
Рис. 16.2. Предельные характеристики открытого состояния при Гу = 25°С
(/) и Tj — Tjm (2) для тиристора Т2-160
16.1. Габаритные и установочные
размеры тиристора Т2-160
Рис. 16.3. Зависимости допустимой амплитуды ударного пеповторяющегося тока
в открытом состоянии Itsm 01 длительности импульса tt при Г, = 25 °C (/)
и Tj — Tjm (2), UR = 0 для тиристора Т2-160
Рис. 16.4. Зависимости допустимой амплитуды ударного пеповторяющет ося
тока в открытом состоянии Itsm от длительности перегрузки t при Г/ = 25°С
(7) и Tj = Tjm (2), UR = 0,8 для тиристора Т2-160
Рис. 16.5. Предельно допустимые ха-
рактерист ики управляющего электрода
тиристора Т2-160:
Кри- вая Скваж- ность Длительность импульса управления мс Мощ- ность Рам, Вт
1 1 Постоянный 2,5
ток
2 2 10 4,5
3 4 5,0 8,2
4 10 2,0 П,5
5 200 0,1 250
338
Рис. 16.6. Типичные зависимости отпирающего тока управления от дли-
тельности импульса управления при 7} = TJ/nin (7), 7^ = 25°С (2), Т, — Tjm
(5), 77д = 12 В для тиристора Т2-160
Рис. 16*7. Зависимости времени задержки (/) и времени включения (2)
от амплитуды управляющего импульса Ifgm пРи 7} = 25°С, Up = 100 В,
JT—^TAVm> 7(7^50 мкс, длительности фронта управляющего импульса 1 мкс
для тиристора Т2-160
Рис. 16.8. Зависимость времени выключения от амплитуды тока в открытом
состоянии при 7} = TJin, diTjdt = -5 А/мкс, UR = 100 В, UD =
= 0,67 VdR\f, duD/dt = (duDldt)cnt Для тиристора T2-160
Рис. 16.9. Зависимость времени выключения ог скорости спада тока
в открытом состоянии —diT/dl при Т} = Tjm> 1т = 1тАЪп, Ur = Ю0 В, UD =
= 0,67 VdRM> dt = (duDjdt)cnl для тиристора '12-160
Рис. 16.10. Зависимость времени
выключения от обратною на-
пряжения V R При Tj = Т/пъ JR =
= >ТЛ l'm, duDldt = (duD/dt)^,
= ®d>1U[)RM,diTldt= -5A/MKC
для тиристора T2-160
12*
339
Рис. 16.11. Зависимость заряда обратного восстановления Q/r^ от скорости
спада тока в открытом состоянии ~diT[dt при Г; = Т]пъ UR = \W В,
If = 1 ГА Ут Лля тиристора Т2-160
Рис. 16.12. Зависимость времени обратного восстановления тГ/ж от скорости
спада тока в открытом состоянии — di 7-/ dt при Tj—T}nb 1/R—IOO В, /г=1тлУпг
для тиристора Т2-160
Рис. 16.13. Зависимость критической скорости нарастания напряжения в закрытом
состоянии (dun’dt)iU! от амплитуды напряжения в закрытом состоянии UDRm*
ири Tj-Г{1„ для труни 1 — 6 по (dup/d!)^,; тиристора 32-160
Рие. 16.14. Переходное тепловое сопротивление переход-корпус Z^IJC тиристора
Т2-160
340
РАЗДЕЛ 17
ТИРИСТОРЫ ОПТРОННЫЕ ТИПОВ ТО 125-10,
ТО125-12,5, ТО2-10, ТО2-40
Тиристоры оптронные типов ТО125-Ю и ТО125-12,5
(ТУ 16-529 933-82) и типов ТО2-Ю, ТО2-40 (ТУ 16-729.040-76) * предназ-
начены для работы в цепях постоянного и переменного тока частотой
до 500 Гц и могут применяться в электроприводах, различных пре-
образователях электроэнергии, бесконтактной коммутационной аппа-
ратуре.
Тиристоры допускают эксплуатацию при температуре окружаю-
щей среды от —40 до +45°С для ТО125 и от —60 до +45°С для ТО2,
атмосферном давлении 0,085 — 0,105 МПа, относительной влажности
98 % при 35 °C.
Особенностью оптронных тиристоров является связь цепи упра-
вления с силовой цепью только с помощью светового луча при отсут-
ствии гальванической связи.
Климатические исполнения и категории размещения У2, ОМ2, ТЗ
(для ТО2) и У2, УХЛ2, ТЗ (для ТО125) по ГОСТ 15150-69 и ГОСТ
15543-70.
Тиристоры допускают воздействие синусоидальной вибрации
в диапазоне частот 1 — 100 Гц с ускорением 49 м/с2 и ударных нагрузок
до 147 м/с2.
Тиристоры ТО2-Ю и ТО2-40 выпускаются в штыревом исполне-
нии, анодом является медное основание, катодом — жесткий основной
вывод. Тиристоры ТО125-Ю и ТО125-12,5 имеют фланцевое основание,
являющееся анодом тиристора. Расположение электродов показано на
рис. 17.1.
Предельно допустимые значения параметров тиристоров приве-
дены в табл. 17.1, характеризующие параметры — в табл. 17.2, типы
рекомендуемых охладителей и нагрузочная способность тиристо-
ров — в табл. 17.3, зависимости параметров от различных условий —
на рис. 17.2—17.14, габаритные и присоединительные размеры тири-
сторов — на рис. 17.1.
В настоящее время взамен приборов ТО2-Ю и ТО2-40 разработана
новая серия оптронных тиристоров (ТО 132-25, ТО 132-40, ТО 142-50,
ТО142-63, ТО142-80) по ТУ 16-729.367-82 на токи 25, 40, 50, 63 и 80 А,
повторяющиеся напряжения 600-1200 В, серийный выпуск которых
будет начат в 1985-1986 гг. Электроприводы на основе оптронных
тиристоров могут быть широко использованы в металлургической,
угольной и других отраслях промышленности.
* В новых разработках не применять.
341
Табпща 17 1 Предельно допустимые значения параметров оптронных тиристоров
Параметр ТО125-Ю Г-Г 6 н ТО2 10 ТО2 40
Повторяющееся импульсное напряжение в за- 100- 1400 100- 1000
крытом состоянии Udrm и повторяющееся им- пульсное обратное напряжение Urrm, В (диапа- зон температур от Tjmm j\q TJfn, импульсы на- пряжения однополупериодные синусоидальные,
t = 10 мс / = 50 Гц, цепь управления разомкнута) Максимально допустимый средний ток в от- 10 12 5 10 40
крытом состоянии 1тАУт-> (Тс = 85°С, ток однополупериодный синусоидальным, угол прово- димости р = 180°, f = 50 Гц) (70 С) (70 С)
Действующий ток в открытом состоянии Itrm& А (Г- 50 Гц) 15,7 19,6 16 63
Ударный неповторяющийся ток в открытом 400 450 270 880
состоянии Irshb (ток однополупериодный си- нусоидальный, одиночный импульс tt = 10 мс, {7^ = 0, режим в цепи управления длительность фронта импульса 1 мкс, U* = 12 В, Iq > 100 мкс, = 25 °C)
То же при Tj = Tjm 250 350 250 800
Критическая скорость нарастания тока в от- 100 20, 40
крытом состоянии (diTldt)cnt1 А/мкс (Tj=Tjm, UD = 0,67 UDRM, IT < 2/ГЛКш, /= 1 - 5 Гц, дли- дельность воздействия 10 с, параметры источ-
ника управления, как для Itsm)
Средняя мощность потерь на управляющем См рис 17 4
электроде PGAV, Вт (Т}= Tjm)
Температура перехода, °C
максимально допустимая TJen ПО 100
минимально допустимая TJtmn Температура хранения, °C — 60 — 40
максимально допустимая Ts[sen 55 60
минимально допустимая Tslgnun —- 60 — 50
Крутящий момент, Н м 5,6 Ь 0,6
Таблица 17 2 Характеризующие параметры оптронных тиристоров
Параметр ТО125-Ю ТО 125-12,5 ТО2-Ю ТО2-40
Импутьсное напряжение в открытом со- стоянии и^м-- В, не более (7^ = 25 С, // = = 3,14 iTAVm) 1,40 1,75
342
Продолжение табл 17 2
Параметр ТО125 10 ТО125-12.5 ТО2-Ю ТО2-40
Пороговое напряжение Ut(tO)> В, не более (Tj ~ Tjni) Дифференциальное сопротивление в открытом состоянии гр, мОм, не более (Т? = TJtn) Повторяющийся импульсный ток в закрытом состоянии Idrm и повторяющийся импульсный обратный ток Irrm, мА, не более (Tj ~ Tjm, Ud = uDRM, UR = URRM) Ток включения Z^, мА, не более (Tj =25 °C, UD= 12 В) Ток удержания 1ц, мА, не более (Tj = 25 °C, UD = 12 В) Отпирающее напряжение управления Uqp, В Tj = Tjmm Т} = 25 °C Неотпирающее напряжение управления Uqd, В, не менее (Т} = Tjm, UD = 0,67 UDRM) Отпирающий ток управления Iqp, мА, не более (условия, как для Uqt) т = т Jj 1 jnim Tj = 25 СС Время включения tgb мкс, не более (7} = 25 °C, Ud= 100 В, 1т == ITAVm) Время задержки tgcR мкс, не более (условия, как для Время выключения tq, мкс, не более (Tj=T/mi 0,93 13,4 3 3 2 0 1 1 0,92 11 0 0 5 9 30 50 10 5 10 1,38 13,0 1,3 14 10 2 2 0 3 1 50 1,14 4,7 3,0 20 14 ,5 0 ,8 30 50 15 10 -150
dip! dt — — 5 А/мкс, It — Ita Vnv Ur — 100 B, Up = 0,67 Udrad dupfldt — {dup,ldt)crib длитель- ность It не менее 500 мкс) Заряд обратного восстановления Qrr, мкКл, не более (Tj = TJm, 1т—^ТАУт’ длительность /у не менее 0,2 мс, di^dt— А/мкс, Ur = 100 В, форма 1т трапецеидальная) Время обратного восстановления trr, мкс, не более (условия, как для Qrr) Критическая скорость нарастания напряжения 20- -500 24 4,6 20- 76 7,3 100
в закрытом состоянии (duDldt)cnb В/мкс (Tj — Tjmi U[j — 0,67 UDRM’ длительность Up не менее 50 мкс) Тепловое сопротивление переход —корпус R-ihic’ °С/Вт, не более (постоянный ток) Электрическая прочность изочяции между сило- вой и управляющей цепями, кВ, не менее (фор- ма импульса напряжения синусоидальная, t = 60 с, 50 Гц, Tj = 25 °C) Вероятность безотказной работы за 1000 ч Масса, кг, не более 1,5 2 0,998 0,025 1 76 1 0,467 2 0,95 0,038
343
Таблица 17 3. Рекомендуемые охладители и нагрузочная способность
оптотиристоров
Тип опто- тиристора Тип охтадитепя Ita Vm, А, ПРИ Та = 40 °C и B-thch^ С/Вт
естественном охлаждении скорости воздуха 6 м/с
ТО2-Ю ОА-047 0241-80 6,6 9,5 - ' 0,15
ТО2-40 ОА-047 13,0 0,15
0241-80 18,5 30
Полярность излучающего Виода, (минус)
Рис. 17.1. Габаритные и установочные размеры тиристоров:
Я-ТО2-Ю, ТО2-40, б-ТО 125-10, ТО 125-12,5
344
Рис. 17.2. Предельные характеристики открытого состояния тиристоров при
7} = 25 °C (7) и Tj = TJm (2)
а - ТО2-Ю, б - ТО2-40
Рис. 17.3. Зависимости допустимой амплитуды ударного неповторяющегося
тока в открытом состоянии IrSM от длительности импульса it при 7^ = 25 °C
(7) и Tj = Tjm (2), UR = 0:
а - ТО2-Ю, б - ТО2-40
Рис. 17.4. Предельно допустимые характерис-
тики управляющего электрода для тиристоров
ТО2-Ю, ТО2-40
Кри- В 1Я Скваж- ность Длительность импульса управления мс Мощность Вт
/ 200 о,1 0,75
7 400 0,05 1,25
345
Рис. 17.5 Типичные зависимости отпирающего тока управления Iqt* от дли-
тельности импульса управления Iq при Tj = Tjm (J), Tj = 25°C (2), Tj = Tjnun
(5), UD = 12 В:
a - TO2 10, б - TO2-40
Рис. 17.6. Зависимости времени задержки (?) и времени включения (2)
от амплитуды управляющего импутьса IpGM при Т, = 25°С, Vp = 100 В,
1т~1тАУт> t(?s100 мкс; diQldt = 1 А/мкс:
я —ТО2-Ю, б - ТО2 40
Рис. 17.7. Зависимости времени выключения tq* от амплитуды тока в
открытом состоянии ITAV при Tj - Tjm (?) и 7} = 25°С (2), di^dt ~ -5 А/мкс,
ГЛ = 100 В, С/д =0,67 UDRM, duD/dt ~ (duD / dt)crl,
я —ТО2-Ю, б - ТО2-40
346
Рис 17 8. Зависимости времени выключения от скорости спада тока
в открытом состоянии —di’i'fdt при Tf — Tjm, ^т — ^ТАУпъ £/д = 100 В,
С/д = 0,67 UDRM duDl dt = <diif);dt)cnl
a - TO2 10, б - TO2-40
Рис. 17 9. Зависимости времени вык мочения от обратного напряжения
Ur при Tj = Tjm, 1т = 1тлУш, dujy/dt = (duoldt)crlt, t/д = 0,67 UjyRM,
diT{ dt = -5 А/мкс:
Я-ТО2-Ю, 6 - TO2-40
Рис. 17.10. Зависимости времени выключения от критической скорости
нарастания напряжения в закрытом состоянии (</ид/Л)1г,( при Tj = Tjm Ur = 100 В,
IT = IrAVm, diT/dt = -5 А/мкс, 1/д=0,67 Udrm
а - ТО2-Ю, б - ТО2 40
Рис. 17 11. Зависимости критической скорости
нарастания напряжения в закрытом состоянии
№д/Л)сп; от амплитуды напряжения в закрытом
СОСТОЯНИИ Ujynyf*. При Tj = Tjm ття групп 1-3 по
(duDjdt)cril для тиристоров ТО2-Ю, ТО2-40
347
Рис. 17.12. Зависимости времени обратного восстановления /гг* от скорости
спада тока в открытом состоянии -diу/dt при Т} — Трп, (7^ = 100 В, /7= ITAVm-
а —ТО2-Ю; 5 — ТО2-40
Рис. 17.13. Зависимости заряда обратного восстановления Qrrtf от скорости
спада тока в открытом состоянии diTjd{ при Tf=Tfm, (7^^100 В, Ir~JTAVm
а - ТО2-Ю, б - ТО2-40
Рис. 17.14. Переходные тепловые сопротивления переход —корпус £рл)//С (4) и
переход-среда Z^lJa при скоростях охлаждающего воздуха 0 м/с (/), 3 м/с (2)
и 6 м/с (3):
а-ТО2-Ю и 5-ТО2-40 (охтадитель 0241-80)
348
ЧАСТЬ ЧЕТВЕРТАЯ
СПРАВОЧНЫЕ ДАННЫЕ ПО СИЛОВЫМ
ТРАНЗИСТОРАМ
СИЛОВЫЕ ТРАНЗИСТОРЫ ТИПОВ ТК335-16,
ТК335-20, ТК335-25, ТК335-32, ТК335-40, ТК435-10,
ТК435-16, ТК435-20, ТК435-25, ТК435-32, ТК135-16,
ТК135-25, ТК235-32, ТК235-40, ТК235-50, ТК235-63,
ТК142-40, ТК142-50, ТК142-63, ТК152-80, ТК152-100
Транзисторы силовые кремниевые (ТУ 16-729.911-81,
ТУ 16-729.308-81) предназначены для применения в преобразователях,
переключающих и усилительных устройствах, в схемах управления
электроприводом и т. д.
Транзисторы серий ТК135, ТК235, ТК335, ТК435 выпускаются
в фланцевом конструктивном исполнении, транзисторы серий ТК142,
ТК152 — в штыревом исполнении.
Транзисторы допускают эксплуатацию при температуре окру-
жающей среды от —60 до +40 °C, атмосферном давлении 0,085 —
0,105 МПа, относительной влажности 98% при 35 °C.
Климатические исполнения и категория размещения У2, УХЛ2 по
ГОСТ 15150-69 и ГОСТ 15543-70.
Транзисторы предназначены для эксплуатации во взрывобезо-
пасных и химически неактивных средах, в условиях, исключающих воз-
действие ионизирующих излучений (нейтронного, электронного, у-из-
лучения и т. д.).
Транзисторы допускают воздействие синусоидальной вибрации
в диапазоне частот 1 —100 Гц с ускорением 49 м/с2 и ударных нагрузок
с ускорением до 147 м/с2.
Пример записи условного обозначения транзистора штыревого ис-
полнения с жестким выводом, порядковым номером модификации
конструкции 1, размером шестигранника под ключ 27, на максимально
допустимый импульсный ток коллектора 80 А, класса 3, группы 1,
климатического исполнения УХЛ, категории размещения 2 при заказе
и в конструкторской документации другого изделия:
Транзистор ТК152-80-3-1 УХЛ2
По максимально допустимому импульсному напряжению коллек-
тор-база транзисторы делятся на восемь классов, а по напряжению на-
сыщения коллектор — эмиттер — на три группы.
349
Класс Максимально допусти- мое импульсное напря- жение коллектор — база В Класс Максимально допусти- мое импульсное напряже- ние коллектор —база, В
0,5 50 3,5 350
1,0 100 4,0 400
1,5 150 5,0 500
2,0 200 6,0 600
2,5 250 7,0 700
3,0 300 8,0 800
350
Группа по напряжению насыщения
коллектор — эмиттер
1
2
3
Значение напряжения насыщения, В
До 0,6 (до 1,5)*
Св. 0,6 до I (до 2,5)*
Св. 1 до 1,5
* Значения для транзисторов серий ТК335 и ТК435.
При монтаже транзисторов на охладители значение крутящего
момента для транзисторов ТК142 должно быть не менее 7±1 Н-м,
для ТК152 —не менее 9±1 Н-м. Монтаж транзисторов ТК135-25
и ТК235-63 производится прижатием фланца корпуса к теплоотводу
с моментом затяжки винтов не менее 0,4 + 0,05 Н-м.
Предельно допустимые значения параметров транзисторов приве-
дены в табл. 18.1, 18.3, характеризующие параметры — в табл. 18.2,
18.4, зависимости параметров от различных условий — на рис.
18.2 — 18.19, габаритные и присоединительные размеры транзисто-
ров — на рис. 18.1
Таблица 18 1 Предельно допустимые значения параметров транзисторов
Параметр SS2 ь ь н ТК335-32; ТК335-40 ТК435-10; ТК435-16; ТК435-20 ТК435-25- ТК435-32
Максимально допустимый импульсный ток 16, 32, ю, 25,
коллектора /f.W- А (7^ = 85 °C, /р = 10 мс, 20, 40 16, 32
скважность 2, 1в = 0,25 /f.w) 25 20
Максимально допустимый импульсный ток ба- 6,0, 12, 5,0; ю-
зы А (Тс — 85 °C, /р — 10 мс, скваж- 7,5, 15 6,0; 12
ность 2) 10,0 7,5
Максимально допустимый постоянный ток Ю; 20; 6; 16-
коллектора 1с, А (Тс = 85 °C) 12,5; 25 Ю; 20
16 12,5
Максимально допустимый постоянный ток ба- 5,0; 10; 3,0; 7,5
зы 1в, А (Тс = 85 °C) 6,0; 12 5,0; 10
7,5 6,0
Максимально допусгимое импульсное напря- жение коллектор — база UcBO> ® 300- -600 600- -800
Максимально допустимое импульсное напря- 200- -400 400- -500
жение коллектор - эмиттер UcE0< В (7д=0, 7} = 25 °C)
Максимально допустимое импульсное напря- 300- -600 600- -800
жение коллектор — эмиттер t/c/LY’ В Web ~ —1,5 В, Tj = 25 °C)
351
Продолжение табп 18 1
Параметр ТК335-16, , ТК335-2О, ^ТК335-25 ТК335-32, ТК335-40 SS2 н н н ТК435-25, ТК435-32
Максимально допустимое импульсное напря- жение коллектор —эмиттер UcFR> В (&в = Ю Ом, U ЕВ = — L5 В) Максимально допустимое постоянное напряже ние эмиттер-база UEB(h В (7} = 25 °C) Температура перехода, °C максимально допустимая Tjm минимально допустимая Tjmin Температура хранения, °C максимально допустимая Tstgm минимально допустимая Tstgmm Усилие затяжки винтов, Н м 300- -6Q0 1 0,4 + 600 - 50 60 50 60 0,05 -800
Таблица 18 2 Характеризующие параметры транзисторов
Параметр
40 О IQ ci о О 40 о мп гч
мп ю МП мп мп мп мп ю МП м?
ЬЙЬЙЬЙ
Н Н н н н НИН н н
Статический коэффициент передачи тока в схе- 8
ме с общим эмиттером h^XE (Tj ~ °О, 1с == 0,5 ICM, Uce^5 В) Напряжение насыщения коллектор — эмитт ер fJcEsai, В (1С = 0,5 1СМ, 1в = 0,08 1см, 7} = 25 °C) для группы 1 для группы 2 Обратный ток эмиттер — база 1ВВО’ (7с=0, VЕВ = 7 В, 7) = TJm) Обратный ток коллектор-база /сво» мА <Ucb= Ucbo, ^=0, Tj= Tjm) 1,5 2,5 50 20
Время включения ton, мкс (Jc~ ®,51см> IB = WcM, Tj -25 °C, UCE= Ю0 В) В том числе 2,2 2,2 1,7 1,7
время задержки tj, мкс 0,2 0,2 0,2 0,2
время нарастания /г, мкс 2,0 2,0 1,5 1.5
Время выключения tojj, мкс (1с ~ 0,51см> 7fi=0,08/CM, Tj = 25 °C, VCE= Ю0 В). В том числе 7,0 7,0 5,5 5,5
время рассасывания мкс 5,0 5,0 4,0 4,0
время спада tp мкс 2,0 2,0 1,5 1,5
Тепловое сопротивление переход —корпус Rih]C, °С/Вт Вероятность безотказной работы за 1000 ч Масса, кг, не более 1,25, 1,25, 0,625 0,625 0,97 0,021 1,0, 1,0, 0,65 0,65
352
Таблица 18 3 Предельно допустимые значения параметров транзисторов
Параметр ТК135-16, ТК135-25 С1 О ОСП Н НИН 2 2 2 ТК152-80, 1 ТК152-100 1
Максимально допустимый импульсный ток 16, 32, 40, 80,
коллектора /слл А (7'с = 85°С, /р < 10 мс, скважность 2, = 0,20 /см — Для классов 0,5 — 2, 1в = 0,25 1см ~ Для классов 2,5-6) 25 40 50, 63 50, 63 100
Максимально допустимый импульсный ток 4, 8, ю, 20;
базы 1вМ’ А (Гс = 85°С, /р = 10 мс, скваж- ность 2) 7 Ю, 13, 16 13 16 25
Максимально допустимый постоянный ток ю, 20, 25, 50,
коллектора 1(\ А (Тс = 85 °C, 1$ = 0,2 /^) 16 25, 32, 40 32, 40 63
Максимально допустимый постоянный ток з,5, 6,5, 8, 16,
базы 1в, А (Тс = 85°С) Максимально допустимое импульсное напря- жение коллектор— база В (Tj=Tjm) Максимально допустимое импульсное напря- жение коллектор —эмиттер f/c£O> В (/д = 0, 7} =25 °C, С/С£ = 0,6 VCBi) Максимально допустимое импульсное напря- жение коллектор-эмиттер Vcex, В (Ueb— - ЗВ 7, = 25 °C, UCE = 0,9 Ucbo) Максимально допустимое импульсное напря- жение коллектор — эмиттер UcER, В (^В = 3,4 Ом, ~ Tjm) Максимально допустимое постоянное напря- жение эмиттер —база UBB$, В (7) = 25 °C): для классов 0,5 — 2 для классов 2,5 — 6 Температура перехода, °C максимально допустимая Tjm минимально допустимая Tjmtn Температура хранения, °C максимально допустимая Ts{gm минимально допустимая Tstgmm 5,0 8, ю, 13 50- 30- 45 — 45 — 4 6 15 -б -б ю, 13 500 360 540 540 0 0 0 0 20
Крутящий момент, Н м — — 7±1 9+1
Усилие затяжки винтов, Н м 0,4 + + 0,05 0,4 + + 0 05 — —
353
Рис. 18.1. Габаритные и установочные размеры транзисторов, мм:
а- ТК135-16, ТК135-25, б - ТК235-32, ТК235-40, ТК235-50, ТК235-63; в -
ТК142-40, ТК142-50, ТК142-63, ТК152-80, ТК152-100; г-ТК335-16, ТК335-20,
ТК335-25, ТК335-32, ТК335-40, ТК435-10, ТК435-16, ТК435-20, ТК435-25,
ТК435-32
Размер ТК142-40, ТК142-50, ТК142-63 ТК152-80, ТК152-100 Размер ТК 142-40, ТК 142-50, ТК 142-63 ТК152-80 ТК 152-100
D 024,4 030 N 12 12
Е 22 27 т2 02,5 03,2
I 19 46 7\ 04,3 06,4
8,5 12,5 W М10 М12
354
Рис. 18.2. Зависимости напряжения насыщения коллектор —эмиттер Uccsal от
температуры корпуса Тс на постоянном токе:
а ТК135-16 (/). ТК135-25 (2), ТК235-32 (3), ТК235-40 и TKI42-40 (4),
б ТК235-50 и TKI42-50 (/), ТК235-63 и ТК142-63 (2), TKI52-80 (3), ТК152-100 (4)
Рис. 18.3. Зависимости статического коэффициента передачи тока h^\E от 'ока
коллектора при = 5 В, 7'; —25°С (7) и Tj = Tjm (2).
а- ТК135-16, б - ТК135-25, «-ТК135-32; г - ТК235-40 и ТК142-40; б-
ТК235-50 и TKI42-50; е - ТК235-63 и ТК142-63
355
Рис. 18.3. Продолжение:
ж- ТК152-80; 3-ТК152-100
-Рис. 18.4. Зависимости статического коэффициента передачи тока /г21£ от тока
коллектора /( при = 25°C, U^e — 5 В:
а - ТК335-16 (2), ТК335-20 (2), ТК335-25 (3), ТК335-32 (4) и ТК335-40 (5); б-
ТК435-10 (/), ТК435-16 (2), ТК435-20 (3), ТК435-25 (4) и ТК435-32 (5)
Рис. 18.5. Зависимости статического коэффициента передачи тока й21£ от температу-
ры корпуса Тс иа постоянном токе:
a- ТК135-16 (/), ТК135-25 (2), ТК235-32 (3), ТК235-40 и ТК142-40 (4);
б - ТК235-50 и ТК 142-50 (/), ТК235-63 и ТК142-63 (2), ТК 1’52-80 (3),
ТК152-100 (4)
356
Рис. 18.6. Зависимости обратного тока
коллектор-эмиттер Ices от темпе-
ратуры корпуса Тс при /д = 0:
а — ТК135-16 (/), ТК135-25 (2),
ТК235-32 (3), ТК235-40 и ТК142-40
(4), б — ТК235-50 и ТК142-50 (2),
ТК235-63 и ТК142-63 (2), ТК152-80
(3), ТК 152-100 (4)
Рис. 18.7. Зависимости рассеиваемой мощности Рсм от температуры корпуса Тс\
Я-ТК135-16, ТК135-25, б - ТК235-32, ТК235-40, ТК142-40; в - ТК235-50,
ТК142-50; г - ТК235-63, ТК142-63; 6-ТК152-80, ТК152-100
Рис. 18.8. Зависимости времени рассасывания ts от тока коллектора 1С при
7} = 25°C, UCE < иСЕй, 1С/1В = 5:
Й-ТК135-16, 6-ТК135-25, в - ТК235-32
357
Рис. 18.9. Зависимости времени рассасывания ts от тока коллектора 1(- при
Tj = 25 °C, UCE= 100 В, 1с/1в = 5-
а - ТК335-16 (/), ТК335-20 (2), ТК335-25 (3), ТК335-32 (4), ТК335-40 (5);
б- ТК435-10 (2), ТК435-16 (2), ТК435-20 (3), ТК435-25 (4), ТК435-32 (5)
Рис. 18.10. Зависимости времени нарастания tr от тока коллектора 1( при
Tj = 25“С, Uce<Uceo, 1с11в = 5-
а —ТК135-16, б- TKI35-25; «-ТК235-32, г - ТК235-40, ТК142-40
358
Рис. 18.10. Продолжение:
е - ТК235-63, ТК142-63, ж—-ТК 152-80, 3-ТК152-100
д - ТК235-50, ТК 142-50,
0 2 4 6 8 10 1С,А
0 2 Ч 6 8 10 1С, А
0 2 Ч 1С, А
0,5
0 5 10 15 20 1С, А
Рис. 18.11. Зависимости времени спада tf от тока коллектора /с ПРИ 7} =25 °C,
VСЕ < VCEO, Id!В — 5:
я —ТК135-16, 6-ТК135-25; «-ТК235-32, г - ТК235-40, ТК142-40; д-
ТК235-50, TKI42-50, е - ТК235-63, ТК142-63, Ж-ТК152-80, 3 -TKI52-100
359
Рис. 18.12. Зависимости времени нарастания tr от тока коллектора 1с ПРИ
Т, = 25°С, (7се = 100 В, 1с/1в = 5-.
O-TK335-I6 (2), ТК335-20 (2), ТК335-25 (3), ТК335 32 (4) и ТК335-40 (5),
б- ТК435-10 (2), ТК435-16 (2), ТК435-20 (3), ТК435-25 (4), ТК435-32 (5)
Рис. 18.13. Зависимости времени спада tf от тока коллектора !( при
Г, = 25°С, VC£ = 100 В, /с//в = 5:
а- ТК335-16 (2), ТК335-20 (2), ТК335-25 (3), ТК335 32 (4), ТК335-40 (5),
б- ТК435-10 (2), ТК435 16 (2), ТК435-20 (3), ТК435-25 (4), ТК435-32 (5)
Рис. 18.14. Типовые зависимости обратного тока коллектор — эмиттер Iceo от
температуры окружающей среды Та при RB < 3,4 Ом:
а - ТК135-16, ТК 135-25, ТК235-32 б - ТК235-40, ТК235-50, ТК235-63, ТК142-40,
ТК 142-50, ТК 142-63
360
Рис. 18.15. Выходные характеристики в импульсной режиме при 72 = 25 °C:
п —ТК135-16, б- ТК135-25, в - ТК235-32, г - ТК235-40, ТК142-40,
д - ТК235-5О, ТК142 50, е - ТК235-63, ТК142-63, ж - ТК 152-80
361
Рис. 18.15. Продолжение:
з — ТК152-100; «-ТК335-16; «-ТК335-20; Л-ТК335-25; Л/-ТК335-32- и
ТК335-40; о - ТК435-10; п - ТК435-16; р - ТК435-20;
362
Рис. 18.15. Продолжение: С-ТК435-25, m-TK435-32;
1 - IB = 0,04 Icu, 2-IB = 0,06 ICM- 3-IB = 0,1 ICM-, 4 -IB = 0,2 ICM-,
5 -IB = 0,25 ICM, 6-IB = 0,03 A; 7 - IB = 0,07 A; 8 - IB = 0,24 A; 9-IB =
= 0,7 A; 10 — IB = 2 A, II - IB = 3,6 A; 12 - IB = 6 A, 13-IB=7 A,
14-IB = 2,3 A; 15 — IB=\,5 A; 16 - JB = 0,9 A, 17 - IB = 0,08 A, 18-
IB = 0,04 A; 19 — IB= 10 A, 20 - IB = 4 A, 21 -IB = 2,8 A; 22 - IB = 0,25 A;
23 -IB = 0,06 A; 24 — IB = 5,5 A; 25 — IB = 2,5 A, 26 - IB = 1,2 A ,27 - IB =
= 0,4 A; 28-IB=5 A; 29 - IB = 3 A; 30-IB=\,4 A; 3I-IB=0,5 A;
32 — IB — 0,\2A; 33 —IB = 8A; 34-IB = 2,6A; 35-IB=lA; 36-fB = 0,lA;
37 — IB = 0,02 A
Рис. 18.16. Зависимости напряжения насыщения коллектор-эмиттер UcEsai от тока
коллектора 1с при Tj =25 “С, 1С/1В=5:
я —ТК135-16 (7), ТК135-25 (2); б - ТК235-32 (7), ТК235-40 и ТК142-40 (2),
ТК235-50 и ТК142-50 (3), ТК235-63 и ТК142-63 (4); «-ТК152-80 (7),
ТК 152-100 (2)
363
Рис. 18.17. Зависимости напряжения насыщения коллектор-эмиттер UcEsat 01
тока коллектора 1С при Ту = 25°C (Т), Т;=Т,т (2), Тс/Тв = 5:
а- ТК335-16; 6-ТК335-20; в - ТК335-25; г - ТК335-32; й - ТК335-4О; е-
ТК435-16; ж - ТК435-20; S-TK435-10; и - ТК435-32; к - ТК435-25
364
Рис. 18.18. Типовая область изменения напряжения коллектор-эмиттер Ucer
в зависимости от сопротивления Rg в цепи база-эмиттер при Ту = 150 °C для
всех типов транзисторов серий ТК135, ТК142, ТК152, ТК235
Рис. 18.19. Входные характеристики при Uce = ^ (Л> &СЕ = 2 В (2), Uce — $ В
(3), иСЕ = ^ В (4Y
а —ТК135-16; б —ТК135-25; в-ТК235-32; г - ТК235-40 и ТК142-40; д-
ТК235-50 и ТК142-50, е - ТК235-63 и ТК142-63; ж - ТК152-80; 3-ТК152-100
365
Таблица 18 4 Характеризующие параметры транзисторов
Параметр
Статический коэффициент передачи тока в
схеме с общим эмиттером h2\E (Т) = 25 °C,
7с ~ 0,5/сМ’ &СЕ — 5 В, /р = 100 — 300 мкс,
скважность не менее 50)
Напряжение насыщения коллектор —эмиттер
UcEiat, В de = 0,5 1СМ> 1в = 0,08 ICU, Tj = 25 °C)
для группы 1 (классы 0,5 — 2)
для группы 2 (классы 0,5 — 6)
для группы 3 (классы 0,5 — 6)
Обратный ток эмиттер —база 1ев& мА
(7С = 0, UEB = 4 В, Tj = Tjm)
Обратный ток коннектор — база 1св&* мА
(UCB = UCBO’ !Е =0, Tj = TJm)
Время включения ton, мкс de — 0,51(М-
— 7} = 25 °C) В том числе
время задержки t^, мкс
время нарастания tr, мкс
Время выключения toff, мкс (7f = 0,5
/д — 0,08 /см> 7) — 25 °C) В том числе
время рассасывания ts, мкс
время спада tj-, мкс
Тепловое сопротивление переход — корпус
Я//Ус, °С/Вт
Вероятность безотказной работы за 1000 ч
Масса, кт, не более
8 — 100 (классы 0,5 — 2)
10—100 (классы 2,5-6)
0,6
150 1 1,5 2,0 150 1 150 1 200
10
1,0
0,3
0,7
3 3 3 4
2 2 2 3
1 1 1 1
1,5 1,1, 1,1, 0,35
1,1, 0,7,
0,7, 0,5
0,5
0,97
0,0176 0,022 0,035 0,056
ЧАСТЬ ПЯТАЯ
СПРАВОЧНЫЕ ДАННЫЕ
ПО ОХЛАДИТЕЛЯМ
Охладитель для охлаждения силовых полупроводниковых прибо-
ров представляет собой конструктивно законченный узел, предназна-
ченный для отвода выделяемой полупроводниковым прибором теплоты
в охлаждающую среду
В настоящее время разработано значительное количество охлади-
телей, отличающихся разнообразием конструкций в зависимости от
вида полупроводниковых приборов и способа охлаждения С целью
систематизации этого многообразия в 1978 г была введена система
обозначений охладителей, в соответствии с которой структура услов-
ного обозначения охладителей расшифровывалась следующим обра-
зом
Охладитель
Материал, из которого
изготовлен охладитель
(А-алюминий или сплав на
основе алюминия, М—медь
или сплав на основе меди)
Конструктивное исполнение
(ОО1-О99-для охладителей
систем воздушного охлажде-
ния, lOl-199-для охлади-
телей систем водяного ох-
лаждения)
Климатическое исполнение
Категория размещения
367
Примеры записи условного обозначения охладителей по этой
системе:
изготовленного из алюминиевого сплава, предназначенного для
систем воздушного охлаждения, одиннадцатого конструктивного ис-
полнения, климатического исполнения У, категории размещения 2:
ОА-ОП У2;
изготовленного из медного сплава, предназначенного для систем
водяного охлаждения, сто третьего конструктивного исполнения, кли-
матического исполнения У, категории размещения 2:
ОМ-103 У2.
В 1983 г. введен стандарт [28], на основе которого разработаны
технические условия ТУ 16-729.377-83, в которых приведены техни-
ческие требования к охладителям для силовых полупроводниковых
приборов, являющихся перспективными для применения в новых раз-
работках. Изменено условное обозначение охладителей. По этому
стандарту условное обозначение расшифровывается так:
Например, охладитель конструктивного исполнения 131, длиной
60 мм, климатического исполнения У2 имеет условное обозначение
0131-60 У2.
При заказе охладителя и в документации другого изделия в услов-
ное обозначение должно входить обозначение технических условий,
требованиям которых должны удовлетворять охладители для охла-
ждения силовых полупроводниковых приборов. Так, для охладителя
0131-60 У2 условное обозначение
0131-60 У2 ТУ 16-729.377-83.
По конструктивным признакам охладители могут быть подразде-
лены на охладители для приборов штыревого исполнения (с резьбовой
368
шпилькой и фланцевого крепления) и охладители для приборов табле-
точного исполнения.
В процессе монтажа при сборке охладителя с полупроводниковым
прибором необходимо соблюдать следующие условия:
1 Крутящий момент или усилие сжатия должно быть на уровне
указанного для данного типа прибора, в противном случае значения
тепловых сопротивлений охладителей будут отличаться от указанных
в справочных материалах.
2. Перед сборкой необходимо обезжирить контактные поверхно-
сти, очистить их от пыли, окислов и загрязнений. При монтаже прибо-
ров с охладителями для уменьшения контактного сопротивления ме-
жду охладителем и полупроводниковым прибором рекомендуется
смазывать контактные поверхности тонким слоем теплопроводящей
смазки
3. Усилие сжатия должно быть равномерно распределено по по-
верхности и направлено перпендикулярно к контактным поверхно-
стям.
4. Не реже чем 2 раза в год необходимо довинчивать приборы
штыревого исполнения.
Подробные инструкции о порядке и правилах сборки приборов
с охладителями приводятся предприятиями-изготовителями в паспор-
тах на полупроводниковые приборы.
Охладители предназначены для эксплуатации в условиях: темпера-
тура охлаждающего воздуха от -60 до + 55 °C для охладителей систем
воздушного охлаждения, температура охлаждающей воды от +1 до
+ 30°C для охладителей систем водяного охлаждения; относительная
влажность (верхнее значение) 100 % при 35 °C и более низких темпера-
турах с конденсацией влаги; атмосферное давление 0,085 — 0,105 МПа;
смена температур оз —60 до +140 "С, вибрационные нагрузки в ди-
апазоне частот от 1 до 100 Гц при ускорении до 49,1 м/с2; много-
кратные удары с ускорением до 147 м/с2 при длительности удара от
2 до 15 мс.
Охладители предназначены для работы во взрывобезопасных
и химически неактивных средах и в средах, не содержащих токопрово-
дящую пыль, агрессивные газы и пары в концентрациях, разрушаю-
щих металл и изоляцию.
Контактные поверхности охладителей должны удовлетворять сле-
дующим требованиям:
а) для приборов штыревого исполнения:
неплоскостность — не более 0,03 мм;
шероховатость — не более 3,2 мкм;
неперпендикулярность оси резьбового соединения к контактной
поверхности — не более 0,06 мм;
б) для приборов таблеточного исполнения:
неплоскостность — не более 0,025 мм;
шероховатость — не более 1,6 мкм.
При измерении температуры контактной поверхности контроль-
ная точка располагается вблизи контактной поверхности на глубине
1,5 — 2 мм и на расстоянии от оси охладителя на 2 мм меньше радиуса
вписанной окружности шестигранника прибора штыревого исполнения
13 О. Г. Чебовский и др. 369
или на 2 мм меньше диаметра контактной поверхности прибора табле-
точного исполнения.
Для обеспечения надежного электрического и теплового контакта
необходимо при сборке приборов с охладителями обеспечить опреде-
ленный крутящий момент для приборов штыревого исполнения
и определенное усилие сжатия для приборов таблеточного исполнения.
Значения этих величин приводятся в справочных данных на соответ-
ствующие приборы, предельные значения — в данных на охладители.
Изоляция охладителей для приборов таблеточного исполнения
выдерживает испытательное напряжение 5 кВ частоты 50 Гц.
РАЗДЕЛ 19
ОХЛАДИТЕЛИ ДЛЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ
ПРИБОРОВ ШТЫРЕВОГО ИСПОЛНЕНИЯ
19.1. ОХЛАДИТЕЛИ ТИПОВ 0241-80, 0151-80, 0171-80, 0281-80,
0181-110, 0231-80, 0161-80, 0271-110, 0111-60, 0121-60, 0221-60,
0131-60, 0141-60
Технические данные охладителей (ТУ 16-729.377-83), масса и крутя-
щий момент, необходимый при закручивании прибора в охладитель,
приведены в табл. 19.1 и 19.2, габаритные размеры охладителей и гра-
фики зависимостей — на рис. 19.1 — 19.10.
Рис. 19.1. Габаритные, присоединительные и установочные размеры, мм, охлади-
1елей 0241-80, 0151-80 и 0231-80
Раз- мер 0241-80 0231-80 0151-80 Раз- мер 0241-80 0231-80 0151-80
W мю М8 М12 ь 12 12 16
8 18 15 18 d 05,3 05,3 08,5
118 118 130 dr — — 04,5
D 024 024 032
370
Таблица 19.1
Тип охладителя Масса не более, кг Крутящий момент не более, Н • м Тип охладителя Масса не более, кг Крутящий момент не более, H-м
0241-80 0,42 10 0271-110 1,75 50
0151-80 0,42 20 0111-60 о,п 2,0
0171-80 0,80 50 0121-60 0,11 2,5
0281-80 0,80 60 0221-60 0,189 2,5
0181-110 1,75 60 0131-60 0,187 5,0
0231-80 0,42 5,0 0141-60 0,185 10
0161-80 0,8 35
Рис. 19.2. Характеристики охладителей 0241-80, 0151-80 и 0231-80:
а — переходное тепловое сопротивление контактная поверхность охладителя —
охлаждающая среда {7 — 0 м/с (50 Вт); 2 — 3 м/с; 3 — 6 м/с; 4 — 12 м/с];
б — тепловые сопротивления контактная поверхность охладителя — охлаждаю-
щая среда в зависимости от рассеиваемой мощности при естественном
охлаждении, в — перепад температуры охлаждающего воздуха, отнесенный к
рассеиваемой мощности, в зависимости от скорости охлаждающего воз-
духа; г — перепад давления потока охлаждающей среды в зависимости от
скорости охлаждающего воздуха
13*
371
19.3. Г абаритные, присоединительные
Рис.
и
охладителей 0171-80, 0281-80
установочные размеры, мм.
и 0161-80
Охладитель D W 5
0171-80 38 М20х 1,5 17
0281-80 48 М24 х 1,5 19
0161-80 38 М16х 1,5 15
Рис. 19.4. Характеристики охладителей 0171-80, 0281-80 и 0161-80:
пояснения те же, что к рис 19 2, но мощность рассеяния 70 Вт при 0 м/с
372
Рис. 19.5. Габаритные, присоединительные и установочные размеры, мм, охла-
ипелей 0181-110 п 0271-110
Охладитель W ь
0181-110 М24 х 1,5 19
0271-110 М20 х 1,5 17
Рис. 19.6. Характеристики охладителей 0181-110 и 0271-110:
пояснения те же, что к рис. 19.2, но мощность рассеяния 130 Вт при 0 м/с
373
Рис. 19.8. Характеристики охладителей 0111-60 и 0121-60:
а — переходное теп ювое conpoiивленис контактная поверхность охладителя —
охлаждающая среда при естественном охлаждении и мощности 9,1 Вт,
б — тепловое сопротивление контактная поверхность охладителя — охлаждаю-
щая среда в зависимости от рассеиваемой мощности при естественном
охлаждении
374
Рис. 19.9. Габаритные, присоединительные и установочные размеры, мм, охла-
дителей 0221-60, 0131-60 и 0141-60
Размер 0221-60 0131 60 0141-60
W M6 M8 MIO
b 12 15 18
d2 014 024 024
fl 66 98 98
d, 02 05,3 05,3
b 5 12 12
s 0,8 2 2
Рис. 19.10. Характеристики охладителей 0221-60, 0131-60 и 0141-60:
а — переходное тепловое сопротивление контактная поверхность охладителя —
охлаждающая среда при естественном охлаждении и рассеиваемой мощности
16 Вт, б — тепловое сопротивление контактная поверхность охладителя —
охлаждающая среда в зависимости от рассеиваемой мощности при естест-
венном охлаждении
375
Тиб ища 19 2
Тип охладителя1 Тепловое сопротивление контакт ная поверхность охладителя — охлаждающая среда не более, °С/Вт при Перепад давае- ния потока ох- лаждающей сре ды на охтадше ie при скорости воздуха 6 м/с, Па
естественном охлаж дении и мощности рассеяния (Вт) скорости ох- лаждающе! 0 воздуха 6 м/с
0241-80 (ОА 001) 2,10 (30) - -
0151-80 (ОА 004) 1,82 (50) 0 64 15
0171-80 (ОА 011) 0281-80 (ОА 012) 1,10 (70) 0,35 18
0181 110 (ОА 019) 0 68 (130) 0,23 25
0231 80 (ОА-029) 2 10 (30) - -
0161 80 (ОА 051) 1 10 (70) 0,35 18
0271 ПО (ОА 054) 0 68 (130) 0 23 25
ОШ 60 (ОА-055), 0121 60 (ОА-056) 5 50 (10) -
0221-60 (ОА 057), 0131-60 (ОА 058), 0141-60 (ОА 059) 2 80 (16) В — -
В скобках приведены прежние обозначения
19.2. ОХЛАДИТЕЛИ ТИПОВ ОА-002, ОА-016, ОА-027, ОА-040,
ОА-043, ОА-047, ОМ-001, ОМ-002, ОМ-101, ОМ-102*
Технические данные охладителей (ТУ 16-729 111-78) приведены
в табл. 19 3, масса и крутящий момент — в табл 19 4, габаритные раз-
меры и графики зависимостей — на рис 19 11 — 19 28
* В новых разработках не применять
376
Рис. 19. Н Габаритные, присоединигетьиые и }становочные размеры охлади-
теля ОА-002
Рис. 19.12. Характеристики охладителя ОА-002:
« — переходное тепловое сопротивление контактная поверхность охладителя —
охлаждающая среда [2 — 0 м/с (60 Вт), 2—3 м/с. 3 — 6 м/с, 4—12 м/с],
б — тепловое сопротивление контактная поверхность охладителя — охлаждающая
среда в зависимости от рассеиваемой мощности при естественном охлажде-
нии, в — перепад температуры охлаждающей среды, отнесенный к рассеи-
ваемой мощности, в зависимости от скорости охлаждающего воздуха,
г — перепад давления потока охлаждающей среды в зависимости от скорости
охлаждающего воздуха
377
Рнс 19.13 Габаритные, присоединительные и установочные размеры охла-
Рис. 19 14. Характеристики охладителя ОА-016:
а — переходное тепловое сопротивление контактная поверхность охладителя —
охлаждающая среда [7 — 0 м/с (60 Вт), 2 — 3 м/с 3 — 6 м/с, 4—12 м/с],
б — тепловое сопротивление контактная поверхность охладителя — охлаждающая
среда в зависимости от рассеиваемой мощности при естественном охлажде-
нии, в — перепад температуры охлаждающей среды, отнесенный к рассеивае-
мой мощности, в зависимости от скорости охлаждающего воздуха, г —
перепад давления потока охлаждающей среды в зависимости от скорости
охлаждающего воздуха
378
Рис. 19.16. Характеристики охладителя ОА-027:
а — переходное тепловое сопротивление контактная поверхность охладителя —
охлаждающая среда [7-0 м/с (60 Вт), 2-3 м/с, 3-6 м/с 4-12 м/с],
б — тепловое сопротивление контактная поверхность охладителя — охлаждающая
среда в зависимости от рассеиваемой мощности при естественном охлаж-
дении, в — перепад температуры охлаждающей среды, отнесенный к рассеи-
ваемой мощности, в зависимости от скорости охлаждающего воздуха,
г — перепад дав пения потока охлаждающей среды в зависимости от скорости
охлаждающего воздуха
379
Рис. 19.18. Характеристики охладителя ОА-040:
а — переходное тепловое сопротивление контактная поверхность охладителя —
охлаждающая среда (7 — 0 м/с, 2 — 3 м/с, 3 — 6 м/с, 4 — 9 м/с, 5—12 м/с),
б — тепловое сопротивление контактная поверхность охладителя — охлаждающая
среда в зависимости от рассеиваемой мощности при естественном охлаж-
дении, в — перепад температуры, отнесенный к рассеиваемой мощности, в
зависимости от скорости охлаждающего воздуха, г — перепад давления потока
охлаждающей среды в зависимости от скорости охлаждающего воздуха
Э80
Рис. 19.19. Габаритные, присоедините 1ьные и установочные размеры ох ча-
дит еля ОА-043
Рис. 19.20. Характеристики охладителя ОА-043:
а — переходное тепловое сопротивление контактная поверхность охладителя —
охлаждающая среда (7—0 м/с, 2 — 1,5 м/с, 3 — 3 м/с, 4 — 6 м/с), б —
тепловое сопротивление контактная поверхность охладителя — охлаждающая
среда в зависимости от рассеиваемой мощности при естественном охлаж-
дении
381
Рис. 19.21. Габаритные, присоединительные и установочные размеры охла-
Рис. 19.22. Характеристики охладителя ОА-047:
а — переходное тспповое сопротивление контактная поверхность охладителя —
охлаждающая среда (/ — 0 м/с, 2 — 1,5 м/с, 5 — 3 м/с, 4 — 6 м/с), б —
тепловое сопрошвлсние контактная поверхность охладителя — охлаждающая
среда в зависимост от рассеиваемой мощности при естественном охлаж-
дении
382
i>25
90
Рис. 19.23. Габаритные, присоединительные и установочные размеры охтади-
телей ОМ-001 (й) и ОМ-002 (б)
Рис. 19.24. Зависимость переходного теплового сопротивления контактная по-
верхность охладителя — охлаждающая среда охладителей:
/ - ОМ-001 (Р = 10 Вт), 2 - ОМ-002 (Р = 20 Вт)
Рис. 19.25. Зависимость теплового сопро1ивлеиия контактная поверхность
охладителя — охлаждающая среда от рассеиваемой мощности охладителей ОМ-001
(7) и 0М-ОО2 (2)
383
Рис. 19.26. Габаритные, присоединительные
и установочные размеры, мм, охладителей
ОМ-101 и ОМ-102
Охладитель
ОМ-101
ОМ-102
88 16
94 21
М20х1,5
МЗОх 1,5
Рис, 19.27. Характеристики охладителя ОМ-101:
а — переходное тепловое сопротивление контактная поверхность охладителя —
охлаждающая среда (7 — 1 л/мин; 2 — 2 л/мин; 3 — 3 л/мин); б — перепад
давления потока охлаждающей среды в зависимости от расхода охлаж-
дающей
Рис. 19.28. Характеристики охладителя ОМ-102;
а и б — то же, что рис. 19.27
384
Таблица 19.3
Тип ОХ шди геля Тепловое сопротивление контактная по- верхность охладителя — охлаждающая среда не более, сС/Вт, при Перепад давления потока охлаждаю- щей среды на охла- дителе при скорости воздуха 6 м/с (рас- ходе воды 3 л/мин), Па
естественном ох- лаждении и мощно- сти рассеяния (Вт) скорости охлаждаю- щего воздуха 6 м/с (расходе воды 3 л/мин)
ОА-002 1,82 (50) 0,64 15
ОА-016 0,67 (100) 0,26 25
ОА-027 ' 1,10(70) 0,35 18
ОА-040 0,67 (100) 0,32 14
ОА-043 3,33(13,8) — —
ОА-047 2,56 (17,4) — —
ОА-049 2,05 (30) 0,48 30
ОМ-001 4,25(10) — —
ОМ-002 3,30 (20) — —
ОМ-101 — 0,11 7000
ОМ-102 0,065 10000
Таблица 19.4
Тип охладителя Масса не более, кг Крутящий момент не более, Н • м Тип охладителя Масса не более, кг Крутящий момент не более, Н • м
ОА-002 0,42 50 ОА-049 0,6 50
ОА-016 1,75 60 ОМ-001 0,09 —
ОА-027 0,88 50 ОМ-002 0,15 —
ОА-040 2,2 — ОМ-101 0,71 50
ОА-043 0,16 2 ОМ-102 0,68 60
ОА-047 0,29 8
РАЗДЕЛ 20
ОХЛАДИТЕЛИ ДЛЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ
ПРИБОРОВ ТАБЛЕТОЧНОГО ИСПОЛНЕНИЯ
20.1. ОХЛАДИТЕЛИ ТИПОВ 0243-150, 0153-150, 0343-150,
0353-150, 0123-100, 0143-150, 0273-250, 0173-200
Технические данные охладителей (ТУ 16-729,377-83) приведены
в табл. 20.1. Масса охладителей, усилие сжатия, габаритные размеры
приборов, применяемых с охладителями, приведены в табл. 20.2, габа-
ритные размеры охладителей и графики зависимостей — на рис.
20.1-20.10.
385
Рис. 20.2. Характеристики охладителя 0243-150:
а — переходное тепловое сопротивление контактная поверхность охладителя —
охлаждающая среда [7 — 0 м/с (220 Вт), 2 — 3 м/с, 3 — 6 м/с 4—12 м/с],
б — тепловое сопротивление контактная поверхность охладителя — охлаждаю-
щая среда в зависимости от рассеиваемой мощности при естественном
охлаждении, в — перепад температуры, отнесенный к рассеиваемой мощности,
в зависимости от скорости охлаждающего воздуха, г — перепад давления
потока охлаждающей среды в зависимости от скорости охлаждающего
воздуха
386
Рис. 20 3. Характеристики охладителя 0153-150:
а — переходное тепповое сопротивление контактная поверхность охладителя —
охлаждающая среда [/ — 0 м/с (220 Вт), 2 — 3 м/с, 3 — 6 м/с, 4—12 м/с],
б — гетовое сопротивление контактная поверхность охладителя — охлаждаю-
щая среда в зависимости от рассеиваемой мощюсти при естественном
охлаждении
Примечания 1 Перепад температуры, отнесенный к рассеиваемой мощ-
ности, в зависимости от скорости охлаждающего воздуха — см рис 20 2, в
2 Перепад давления потока охлаждающей среды в зависимости от скорости
охлаждающего воздуха — см рис 20 2, г
Рис. 20.4. Габаритные, установочные и присоединительные размеры охла-
дителей 0343-150 и 0353-150
387
Рис. 20.5. Характеристики охладиie ih 0343-150:
а — переходное тепловое сопротивление кон-
тактная поверхность охладителя — охлаждаю-
щая среда [/ — 0 м/с (240 Вт), 2 — 3 м/с, 3 —
6 м/с, 4—12 м/с], б — тепловое сопротивле-
ние контактная поверхность охладителя —
охлаждающая среда в зависимости от рас-
сеиваемой мощности при естественном охлаж-
дении, в — перепад температуры, отнесенный к
рассеиваемой мощности, в зависимости от скорости охлаждающего воздуха,
г — перепад давления потока охлаждающей среды в зависимости от ско-
рости охлаждающего воздуха
Рис. 20.6. Характеристики охладителя 0353-150:
а — переходное тепловое сопротивление контактная поверхность охладителя —
охлаждающая среда [У - 0 м/с (300 Вт), 2-3 м/с, 3-6 м/с, 4-12 м/с],
б — тепловое сопротивление контактная поверхность охладитетя — охлаждающая
среда в зависимости от рассеиваемой мощности при естественном охлажде-
нии
Примечания 1 Перепад температуры, отнесенный к рассеиваемой мощ-
ности, в зависимости от скорости охлаждающего воздуха — см рис 20 5, в
2. Перепад давления потока охлаждающей среды в зависимости от скорости
охлаждающего воздуха — см рис 20 5, г
388
Рис. 20.7. Габаритные, установочные и присоединительные размеры охла-
дите bi 0143-150
Рис. 20.8. Характеристики 0143-150:
а — переходное тепловое сопротивление контактная поверхность охладителя —
охлаждающая среда [/ - 0 м/с (120 Вг), 2-3 м/с, 3-6 м/с, 4-12 м/с], б - теп-
ловое сопротивление контактная поверхность охладителя — охлаждающая среда
в зависимости от рассеиваемой мощности при естественном охлаждении,
в — перепад температуры, отнесенный к рассеиваемой мощности, в зависимости
от скорости охлаждающего воздуха, г — перепад давления потока охлаждаю-
щей среды в зависимости от скорости охлаждающего воздуха
389
Рис. 20.9. Габаритные, установочные и присоединительные размеры охла-
дителей 0273-250 и 0173-200:
Тип L, мм
0273-250 250
0173-200 200
Рис. 20.10. Характеристики охладителя 0273-250:
а — переходное тепловое сопротивление контактная поверхность охладите-
ля — охлаждающая среда [/ — О м/с (460 Вт), 2 — 3 м/с; 3 — 6 м/с; 4—12 м/с];
б — тепловое сопротивление контактная поверхность охладителя — охлаждаю-
щая среда в зависимости от рассеиваемой мощности при естественном
охлаждении; в — перепад давления потока охлаждающей среды в зависимости
от скорости охлаждающего воздуха
390
Табтца 20.1
Тип охладителя 1 Тепловое сопротивление контакт- ная поверхность охладителя — охлаждающая среда не более, С/В. при Перепад давле- ния потока ох- лаждающей сре- ды на охладителе при скорости воздуха 6 м/с, Па
естественном ох- лаждении и мощно- сти рассеяния (Вт) скорости ох- лаждающе! о воздуха 6 м/с
0243-150(0А-031) 0,28 (220) 0,08 30
0153-150 (ОА-ОЗЗ) 0,27 (220) 0,075 30
0343-150 (ОА-034) 0,36 (220) 0,097 30
0353-150 (ОА-036) 0,34 (220) 0,095 30
0123-100 (ОА-037) 0,70(120) 0,21 20
0143-150 (ОА-038) 0,50(120) 0,12 30
0273-250 (ОА-052) 0,13 (460) 0,043 46
0173-200 (ОА-053) 0,15(400) 0,045 46
В скобках приведены
прежние обозначения.
Таблица 20 2
Тип охлади геля Масса не более, кг Осевое усилие сжа!ия, кН Габаритные размеры приборов, применяемых с охладителями, мм
Высота прибора Наибольший диаметр
макси- мальная мини- мальная
0243-150 5,8 15 + 1,5 24 18 74
0153-150 6,0 26 + 2 26 21 84
0343-150 5,3 15 + 1,5 24 18 74
0353-150 5,7 26 ± 2 26 21 84
0123-100 2,0 8 ± 1,5 15 13 40
0143-150 3,0 15 + 1,5 22 18 58
0273-250 20 50 + 5 26 24 105
0173-200 17 50 + 5 26 24 105
20.2. ОХЛАДИТЕЛИ
ТИПОВ ОА-013, ОА-020, ОА-026, ОМ-ЮЗ,
ОМ-104
Технические данные охладителей (ТУ 16-729 111-78)* приведены
в табл. 20.3, масса и крутящий момент — в табл. 20.4, габаритные раз-
меры и графики зависимостей — на рис. 20.11—20.19.
* В новых разработках не применять.
391
Рис. 20.11. Габаритные, установочные и присоединительные размеры охла-
дителя ОА-013
Рис. 20.12. Характеристики охладителя
ОА-013:
а — переходное тепловое сопротивление кон-
тактная поверхность охладителя — охлаж-
дающая среда [7 — 0 м/с (70 Bi), 2 —
3 м/с, 3 — 6 м/с, 4 — 12 м/с] о — тепловое
сопротивление контактная поверхность
в зависимости от рассеиваемой мощности
охладителя — охлаждающая среда
при естественном охлаждении, в — перепад давления потока охлаждающей
среды в зависимости от скорости охлаждающего воздуха, г — перепад тем
пературы, отнесенный к рассеиваемой мощности, в зависимости от скорости
охлаждающего воздуха
392
Рнс. 20.13. Габаритные, установочные н присоединительные размеры охла-
дителя ОА-020
Рис. 20.14. Характеристики охладителя ОА-020:
а — переходное тепловое сопротивление контактная
поверхность охладителя — охлаждающая среда
[7 — 0 м/с (130 Вт), 2 — 3 м/с, 3 — 6 м/с, 4 —
12 м/с], б — тепловое сопротивление контактная
поверхность охладителя — охлаждающая среда в
зависимости от рассеиваемой мощности при ес
тественном охлаждении, в — перепад температуры, отнесенный к рассеиваемой
мощности, в зависимости от скорости охлаждающего воздуха, г — перепад
давления потока охлаждающей среды в зависимости от скорости охлаждаю-
щего воздуха
393
Рис. 20.15. Габаритные,
установочные и присоединительные размеры охла-
дителя ОА-026
Рнс. 20.16. Характеристики охладителя ОА-026:
а — переходное тепловое сопротивление кон-
тактна^ поверхность охладителя — охлаждаю-
щая среда [Z — 0 м/с (100 Вт), 2 — 3 м/с,
5 — 6 м/с, 4 — 12 м/с], б — тепловое сопро-
тивление контактная поверхность охладителя —
охлаждающая среда в зависимости от рассеи-
ваемой мощности при естественном охлаж-
дении, в - перепад температуры, отнесенный к рассеиваемой мощности, в
зависимости от скорости охлаждающего воздуха, г — перепад давления потока
охлаждающей среды в зависимости от скорости охлаждающего воздуха
394
Рис. 20 17.
Г абаритпые, установочные и
дителей ОМ-ЮЗ (л)
присоединительные размеры охла-
и ОМ-Ю4 (б)
Рис. 20.18. Характеристики охладителя ОМ-ЮЗ:
а — переходное тепловое сопротивление контактная поверхность охлади хеля —
охлаждающая среда (/—1 л/мин, 2—3 л/мин, 3 — 5 л/мин), б — перепад
давления потока охлаждающей среды в зависимости от расхода охлаждаю-
щей воды (/-ОМ-ЮЗ, 2 - ОМ-104)
395
Рис. 20.19. Переходное тепловое со-
противление охладителя ОМ-104 кон-
тактная поверхность охладители-
охлаждающая среда (/-1 л/мнн,
2-3 л/мии; 3-5 л/мии)
Примечание. Перепад давления
потока охлаждающей среды в за-
висимости от расхода охлаждающей
воды — см. рис. 20.18,6
20.3
Тип охлади1еля Тепловое сопротивление контакт- ная поверхность охладителя — охлаждающая среда не более, cC/Bi, при Перепад давления потока охлаждающей среды на ох- ладителе при скорости 6 м/с в межреберпом про- cipanciBe (или при расходе охлаждающей воды 3 л/мин) и размерах воздуховода, соответствующих размерам охладителя, Па
ес тест венном охлаждении и мощности рас- сеяния (Вт) скорости охлаж- дающего воздуха 6 м/с (расходе воды 3 л/мин)
ОА-013 1,10(70) 0,35 18
ОА-020 0,65 (130) 0,23 24
ОА-026 0,52 (100) 0,17 20
ОМ-ЮЗ — . 0,06 9000
ОМ-104 — 0,03 18 000
Таблица 20.4
Габаритные размеры приборов,
применяемых с охладителями, мм
Тип охладиюля Масса не более, кг Осевое усилие сжатия, Н
Высота прибора Наибольший диаметр
ми ни- мальпая макси- мальная
ОА-013 1,6 20 18 56 10 + 2
ОА-020 2,4
ОА-026 3,5 24 18 74, 15 + 2
ОМ-ЮЗ 2,0
ОМ-Ю4 2,3
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. ГОСТ 20859.1-79 (СТ СЭВ 1135-78). Приборы полупро-
водниковые силовые единой ' унифицированной серии. Общие техни-
ческие условия.
2. Евсеев Ю. А., Дерменжи П. Г. Силовые полупровод-
никовые приборы. М.: Энергоиздат, 1981. 472 с.
3. Челноков В. Е., Евсеев Ю. А. Физические основы работы
силовых полупроводниковых приборов. М.: Энергия, 1973. 280 с.
4. Федотов Я. А. Основы физики полупроводников. М.: Совет-
ское радио, 1970. 565 с.
5. Блихер А. Физика тиристоров: Пер. с англ/Под ред.
И. В. Грехова. Л.: Энергоиздат, 1981. 264 с.
396
6. Управляемые полупроводниковые вснтили/Ф. Джентри,
ф. Гушвиллер, Н. Холоньяк, Э. фон. Застров. М.: Мир, 1967.
455 с.
7. Тиристоры (технический справочник): Пер. с англ./Под
ред. В. А. Лабунцова, С. Г. Обухова, А. Ф. Свиридова.
М.: Энергия, 1971. 560 с.
8. Кремниевые вентили/Ф. Г. Амелин, В. Б. Братозюбов,
И. В. Грехов и др. Под ред. С. Б. Юдицкого. М.: Энер! ия, 1968.
304 с.
9. Полуторапавлова Г. С., Удалов Н. П. Фототиристоры. М.:
Энергия, 1971. 82 с.
10. Степаненко И. П. Основы теории транзисторов и транзис-
торных схем. М.: Энергия, 1973. 608 с.
11. Мазель Е. 3. Мощные транзисторы. М.: Энергия, 1969.
280 с.
12. СТ СЭВ 1655-79. Приборы полупроводниковые силовые.
Предельно допустимые значения и характеристики.
13. ГОСТ 20332-84 (СТ СЭВ 1125-78). Тиристоры. Термины,
определения и буквенные обозначения параметров.
14. Лебедев А. А. К теории процесса выключения р-п-р-п
структур под действием обратного напряжения. — Физика и техника
полупроводников, 1968, т. 2, № 7, с. 1044—1045.
15. Богрый В. С. Индуктивные делители тока,—Тр. МНИЭИ.
Силовая полупроводниковая техника, вып. 9. М.: ВНИИЭМ, 1968,
с. 9-11.
16. Русских А. А. Определение параметров дросселей насыще-
ния, ограничивающих di^ldt тиристоров. — Тр. МНИЭИ. Силовая полу-
проводниковая техника, вып. 6, М.: ВНИИЭМ, 1967, с. 23 — 30.
17. Ситник Н. X. Силовая полупроводниковая техника. М.:
Энергия, 1968. 320 с.
18. Давидов П. Д. Анализ и расчет тепловых режимов
полупроводниковых приборов. М.: Энергия, 1976. 230 с.
19. Рабинерсон А. А., Ашкинази Г. А. Режимы нагрузки сило-
вых полупроводниковых приборов. М.: Энергия, 1976. 296 с
20. Лабунцов В. А., Тугов Н. М. Динамические режимы
эксплуатации мощных тиристоров. М.: Энергия, 1977. 192 с.
21. ГОСТ 20859-75. Приборы силовые полупроводниковые крем-
ниевые. Общие технические условия.
22. ГОСТ 24461-80 (СТ СЭВ 1656-79). Приборы полупровод-
никовые силовые. Общие методы измерений.
23. Чебовский О. Г., Моисеев Л. Г. Испытания силовых
полупроводниковых приборов. М.: Энергия, 1981. 200 с.
24. Полупроводниковые выпрямители/Е. И. Беркович, В. Н. Ко-
валев, Ф. И. Ковалев и др. Под ред. Ф. И. Ковалева и
Г. П. Мостковой. М.: Энергия, 1978. 448 с.
25. Чиженко И. М., Руденко В. С., Сенько В. И. Основы
преобразовательной техники. М.: Высшая школа, 1974. 430 с.
26. Определение исходных данных для выбора диодов в схемах
преобразовательных установок. — Электротехническая промышлен-
ность. Преобразовательная техника, 1979, вып. 3 (НО), с. 24.
27. Выбор диодов при проектировании преобразовательных
установок. — Электротехническая промышленность. Преобразователь-
ная техника, 1979, вып. 4 (111), с. 16.
28. ГОСТ 25293-82 (СТ СЭВ 3161-81, СТ СЭВ 3162-81,
СТ СЭВ 3163-81). Охладители воздушных систем охлаждения
силовых полупроводниковых приборов. Общие технические условия.
397
УКАЗАТЕЛЬ
СИЛОВЫХ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРИБОРОВ,
ИМЕЮЩИХСЯ В СПРАВОЧНИКЕ
(В ПОРЯДКЕ ВОЗРАСТАНИЯ ТОКОВЫХ НАГРУЗОК)
Диоды Столбы диодные ТБ 133-200 268
ДН2-10 87 СДЛ 0.4-750 165 ТС 161-200 306
ДЛ112-10 115 СдЛ 0 4-1200 165 ТЛ2-200 241
Д104-Ю 157 СДТ 0,4-1500 165 ТБЗ-200 294
Д204-10 157 СДЛ2-100 165 Т171-25О 194
В10 105 2СДЛ2-100 165 Т123-250 202
ВЛ 10 130 5СДЛ2-100 165 Т9-250 224
Д112-16 87 7СДЛ2-100 165 ТЛ171-250 236
ДЛИ2-16 115 10СДЛ2-Ю0 165 ТБ 133-250 268
Д104-16 157 12СДЛ2-100 165 - ТС171-250 306
Д204-16 157 Тиристоры ТЛ4-250 241
Д104-20 157 ТН2-Ю 176 Т171-320 194
ДЛ204-20 157 ТО125-Ю 341 Т123-32О 202
Д112-25 87 ТС2-10 312 Т133-320 202
ДЛ112-25 115 ТО2-Ю 341 ТЛ171-320 236
В25 105 10125-12,5 341 ТБ143-320 268
ВЛ 2 5 130 TII2-16 176 ТС 171-320 306
Д122-32 87 Т132-16 176 Т2-320 224
ДЛ 122-32 115 ТС2-16 312 ТЗ-320 224
Д122-4О 87 Т122-20 176 ТБ320 294
ДЛ 122-40 115 Т122-25 176 Т133-400 202
Д132-50 87 1132-25 176 Т143-400 202
ДЛ 132-50 115 Т25 214 ТБ 143-400 263
В 50 105 1425 277 ТБ400 294
ВЛ 50 130 ТС2-25 312 Т143-500 202
Д132-63 87 Т142-32 176 Т500 224
ДЛ132-63 115 Т132-40 176 Т143-630 202
Д132-80 87 Т142-40 176 U53-630 202
ДЛ132-80 115 ТЧ40 277 ТБ153-630 268
ДЧ151-80 137 ТС2-40 312 1630 224
Д141-100 94 ТО2-40 341 Т153-800 202
ДЧ151-100 137 Т132-50 176 Т253-800 268
Д151-125 94 TI42-50 176 ТБ 153-800 268
ДЧ161-125 137 ТБ151-50 248 ТБ253-800 263
Д151-160 94 Т50 216 Т800 224
ДЧ161-160 137 ТЧ50 277 Т2-800 224
ВЧ2-160 149 ТС2-50 312 Т253-1000 202
Д161-2ОО 94 Т142-63 176 TB2S3-1000 268
ДЛ161-200 122 Т152-63 176 Т1000 224
В200 105 ТБ151-63 248 Т253-1250 202
ВЛ200 130 1463 277 Тиристоры-диоды
ВЧ2-200 149 ТС2-63 312 ТД4171-125/50 329
В6-200 161 TI42-80 176 ТДЧ171-160/63 329
Д161-250 94 Т152-80 176 ТДЧ153-320/125 329
ДЧ171-250 137 ТБ161-80 248 ТДЧ 153-400/160 329
Д161-320 94 ТЧ80 277 Транзисторы
ДЛ 123-320 126 ТС2-80 312 ТК435-10 349
ДЛ 171-320 122 ТС80 323 ТК335-16 349
ДЧ171-320 137 Т151-100 134 ТК435-16 349
В320 105 ТЫ61-100 248 ТК135-16 349
В2-320 110 Т100 216 ТК335-20 349
ВЛ32О 130 тчюо 277 ТК435-20 349
Д171-400 94 тчИюо 277 ТК335-25 349
Д133-400 99 Т161-125 194 ТК435-25 349
Д133-500 99 ТЧ125 277 ТК135-25 349
ДЛ133-50 126 ТС125 323 ТК335-32 349
В 500 НО Т161-160 194 ТК435-32 349
В2-500 161 ТБ171-160 248 ТК235-32 349
Д143-630 99 ТС161-160 306 ТК335-40 349
Д133-800 99 Т160 214 ТК235-40 349
Д143-800 99 ТЛ2-160 241 ТК142-40 349
ДЧ143-800 155 ТБ2-160 294 ТК235-50 349
В800 НО ТС 160 323 ТК142-50 349
Д143-Ю00 99 Т2-160 336 ТК235-63 349
ДЧ143-Ю00 155 Т171-200 194 ТК142-63 349
Д253-1600 99 Т123-200 202 ТЮ 52-80 349
В2-1600 НО ТБ 171-200 248 ТК152-100 349
398
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие................................................. 3
Введение ................................................... 5
ЧАСТЬ ПЕРВАЯ
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Раздел 1. Классификация и система обозначений силовых
полупроводниковых приборов............................. 7
1.1. Классификация силовых полупроводниковых приборов 7
1.2. Система обозначений и маркировка................... 8
Раздел 2. Виды силовых полупроводниковых приборов.
Конструкция и способы охлаждения...................... 15
2.1. Виды силовых полупроводниковых приборов ... 15
2.2. Конструкция и способы охлаждения силовых полу-
проводниковых приборов............................ 19
Раздел 3. Предельно допустимые значения и характери-
зующие параметры силовых полупроводниковых приборов 23
3.1. Система параметров................................ 23
3.2. Определения и условные обозначения................ 24
3.3. Повторяющееся и неповторяющееся импульсные
напряжения........................................ 42
3.4. Максимально допустимый средний ток (предельный
ток).............................................. 43
3.5. Характеристики управляющего электрода .... 48
3.6. Характеризующие параметры перегрузочной способ-
ности ............................................... 50
3.7. Критическая скорость нарастания тока в открытом
состоянии......................................... 52
3.8. Эффективная эквивалентная температура перехода . . 52
3.9. Характеризующие парные фы приборов в состоянии
высокой проводимости.............................. 54
3.10. Обратный ток и ток в закрытом состоянии ... 55
3.11. Токи удержания и включения....................... 56
3.12. Временные характеристики процессов включения и
выключения. Заряд восстановления.................. 57
3.13. Критическая скорость нарастания напряжения в за-
крытом состоянии..................................... 59
3.14. Тепловые параметры............................... 60
3.15. Ударная мощность обратных потерь................. 62
Раздел 4. Расчет рабочих режимов силовых полупроводни-
ковых приборов. Групповое соединение. Общие рекомендации
по применению......................................... 63
4.1. Метод расчета..................................... 63
4.2. Расчетные соотношения для различных видов нагрузки 65
4.3. Расчет максимально допустимого тока нагрузки ... 68
4.4. Расчет допустимых перегрузок по току.............. 72
4.5. Групповое соединение приборов..................... 76
4.6. Расчет элементов, ограничивающих скорости нараста-
ния напряжения и тока................................ 81
4.7. Общие рекомендации по применению силовых полу-
проводниковых приборов............................... 82
399
ЧАСТЬ ВТОРАЯ
СПРАВОЧНЫЕ ДАННЫЕ ПО СИЛОВЫМ ДИОДАМ
Раздел 5. Диоды (низкочастотные)............................• 87
5.1. Диоды типов Д112-10, Д112-16, Д112-25, Д122-32,
Д122-40, Д132-50, Д132-63, Д132-80 ....................‘.87
5.2. Диоды типов Д141-100, Д151-125, Д151-160, Д161-200,
Д161-250, Д161-320, Д171-400 ............................ 94
5.3. Диоды типов Д133-400, Д133-500, Д133-800, Д143-630, .
Д143-800, Д143-1000, Д253-1600 ......................... 99
5.4. Диоды типов В10, В25, В50, В200, В320 ............. 105
5.5. Диоды типов В2-320, В500, В800, В2-1600 .... 110
Раздел 6. Диоды (низкочастотные) лавинные..................... 115
6.1. Диоды типов ДЛ112-10, ДЛ112-16, ДЛ112-25/
ДЛ122-32, ДЛ122-40, ДЛ132-50, ДЛ132-63, ДЛ132-80 115
6.2. Диоды типов ДЛ 161-200, ДЛ 171-320 ................ 122
6.3. Диоды типов ДЛ 123-320, ДЛ 133-500 ................ 126
6.4. Диоды типов ВЛ 10, ВЛ25, ВЛ50, ВЛ200, ВЛ320 130
Раздел 7. Диоды быстровосстанавливающиеся (частот-
ные) .................................................. 132
7.1. Диоды типов ДЧ151-80, ДЧ151-100, ДЧ161-125,
ДЧ161-160, ДЧ171-250, ДЧ171-320 .................. 137
7.2. Диоды типов ВЧ2-160, ВЧ2-200 ................... 149
7.3. Диоды типов ДЧ143-800, ДЧ143-1000 .............. 155
Раздел 8. Диоды автотракторные типов Д104-10, Д104-16,
Д104-20, Д204-10, Д204-16, Д204-20 .................... 157
Раздел 9. Диоды для бесщеточных систем возбуждения
турбогенераторов типов В6-200, В2-500 ................. 161
Раздел 10. Диодные лавинные столбы типов СДЛ 0,4-750,
СДЛ 0,4-1250, СДЛ 0,4-1500, СДЛ2-100, 2СДЛ2-100,
5СДЛ2-100, 7СДЛ2-100, 10СДЛ2-100, 12СДЛ2-100,
15СДЛ2-100.............................................. 165
СПРАВОЧНЫЕ ДАННЫЕ ПО СИЛОВЫМ ТИРИСТОРАМ
Раздел 11. Тиристоры (низкочастотные).................... 176
11.1. Тиристоры типов Т112-10, Т112-16, Т122-20, Т122-25,
Т132-40, Т132-50, Т142-63, Т142-80, Т132-16, Т132-25,
Т142-32, Т142-40, Т142-50, Т152-63, Т152-80 ... 176
11.2. Тиристоры типов Т151-100, Т161-125, Т161-160,
Т171-200, Т171-250, Т171-320 ........................ 194
11.3. Тиристоры типов Т123-200, Т123-250, Т123-320,
Т133-320, Т133-400, Т143-400, Т143-500, Т143-630,
Т153-630, Т153-800, Т253-800, Т253-1000, Т253-1250 202
11.4. Тиристоры типов Т25, Т50, Т100, Т160 .... 214
11.5. Тиристоры типов Т9-250, Т2-320, T3-320, Т500,
Т630, Т800, Т2-800, Т1000 ........................... 224
Раздел 12. Тиристоры (низкочастотные) лавинные .... 236
12.1. Тиристоры типов ТЛ171-250, ТЛ171-320 .......... 236
12.2. Тиристоры типов ТЛ2-160, ТЛ2-200, ТЛ4-250 . . . 241
400
Раздел 13. Тиристоры быстродействующие....................248
13.1. Тиристоры типов ТБ151-50, ТБ151-63, ТБ161-80,
ТБ161-100, ТБ171-160, ТБ171-200 ................. 248
13.2. Тиристоры типов ТБ133-200, ТБ133-250, ТБ143-320,
ТБ143-400, ТБ153-630, ТБ153-800, ТБ253-800,
ТБ253-1000 ..................................... 268
13 3. Тиристоры типов ТЧ25, ТЧ40, ТЧ50, ТЧ63, ТЧ80,
ТЧ100, ТЧ125, ТЧИ100 ............................ 277
13.4. Тиристоры типов ТБ2-160, ТБЗ-200, ТБ320, ТБ400 294
Раздел 14. Тиристоры симметричные.........................306
14 1. Тиристоры симметричные типов ТС161-160, ТС161-200,
ТС171-250, ТС171-320 ............................ 306
14.2. Тиристоры симметричные типов ТС2-10. ТС2-16,
ТС2-25, ТС2-40, ТС2-50, ТС2-63, ТС2-80 . . . .312
14.3. Тиристоры типов ТС80, ТС125, ТС160 ............ 323
Раздел 15. Тиристоры-диоды быстровыключающиеся типов
ТДЧ171-125/50, ТДЧ171-160/63, ТДЧ153-320/125,
ТД4153-400/160 ...................................... 329
Раздел 16. Тиристоры типа Т2-160 для бесщеточных
систем возбуждения турбогенераторов...................336
Раздел 17. Тиристоры оптронные типов ТО125-10,
ТО125-12,5, ТО2-Ю, ТО2-40 ........................... 341
ЧАСТЬ ЧЕТВЕРТАЯ
СПРАВОЧНЫЕ ДАННЫЕ ПО СИЛОВЫМ ТРАНЗИСТОРАМ
Раздел 18. Силовые транзисторы типов ТК335-16, ТК335-20,
ТК335-25, ТК335-32, ТК335-40, ТК435-10, ТК435-16,
ТК435-20, ТК435-25, ТК435-32, ТК135-16, ТК135-25,
ТК235-32, ТК235-40, ТК235-50, ТК235-63, ТК142-40,
ТК142-50, ТК142-63, ТК152-80, ТК152-100 ................ 349
ЧАСТЬ ПЯТАЯ
СПРАВОЧНЫЕ ДАННЫЕ ПО ОХЛАДИТЕЛЯМ
Раздел 19. Охладители для полупроводниковых приборов
штыревого исполнения.................................370
19.1. Охладители типов 0241-80, 0151-80, 0171-80,
0281-80, 0181-110, 0231-80, 0161-80, 0271-110,
0111-60, 0121-60, 0221-60, 0131-60, 0141-60 . . . 370
19.2. Охладители типов ОА-002, ОА-016, ОА-027, ОА-040,
ОА-043, ОА-047, ОМ-001, ОМ-002, ОМ-101, ОМ-102 376
Раздел 20. Охладители для полупроводниковых приборов
таблеточного исполнении ........................ 385
20.1. Охладители типов 0243-150, 0153-150, 0343-150,
0353-150, 0123-100, 0143-150, 0273-250, 0173-200 385
20.2. Охладители типов ОА-013, ОА-020, ОА-026, ОМ-ЮЗ,
ОМ-104 ....................................... 391
Список литературы.....................................396
Указатель полупроводниковых приборов, имеющихся в спра-
вочнике ..............................................398