Тепловые параметры силовых полупроводниковых приборов в статических и динамических режимах, как они определяются.

Мощность потерь, выделяющаяся в полупроводниковой структуре прибора, при прохождении по нему тока можно представить в виде суммы основных DР и дополнительных потерь DР_доп DР_å = DР + DР_доп. При работе приборов на частоте, меньшей 400 Гц, мощность основных потерь является определяющей и дополнительными потерями пренебрегают. При больших частотах необходимо учитывать дополнительные потери, возникающие от обратного тока и от токов при включении и выключении прибора. Мощность основных потерь определяется интегральными значениями прямого тока, протекающего через вентиль: DР=U₀I_ср+I_д²R_д, где I_ср, I_д – среднее и действующее значение токов вентиля. Для упрощения расчетов используется коэффициент формы k_ф= I_д / I_ср, который для известной формы тока вентиля позволяет легко определить действующее значение тока по известному среднему. Таким образом, на частотах до 400 Гц расчет основных потерь в тиристоре можно производить по той же схеме замещения, что и для диода. Для больших частот следует учитывать и дополнительные потери, которые для тиристора включают потери от прямого тока утечки, потери в цепи управления, а так же дополнительные потери, учитываемые для неуправляемого вентиля.

Параметром, характеризующим тепловое состояние прибора и системы в целом является общее установившееся тепловое сопротивление R_т=(q_рп – q_с)/ DР. Тепловое сопротивление определяется как отношение превышения температуры структуры q_рп над температурой окружающей среды q_с к мощности потерь DР, вызвавшей это превышение температуры.

Обычно, тепловой режим считается установившимся, если частота тока, протекающего через прибор, превышает 20 Гц. Если это условие не выполняется, то тепловой режим прибора не является постоянным и характеризуется общим переходным тепловым сопротивлением: r_т = (q_рпt – q_с)/ DР где – q_рпt температура полупроводниковой структуры в момент времени t, относительно начала работы прибора. Переходные тепловые сопротивления, в отличие от установившихся, приводятся в справочниках в виде экспериментально снятых зависимостей при определенных условиях охлаждения.

6. Система параметров силовых полупроводниковых приборов. Предельно допустимые и характеризующие параметры.

В силовой п/п технике применяют две системы параметров: система номинальных и система предельных параметров. Система номинальных параметров строилась для строго опреде­ленного режима работы приборов. При этом, естественно, разработ­чик прибора закладывал определенный запас в значение номиналь­ных параметров, что не позволяло использовать прибор в реальных режимах эксплуатации. В настоящее время система номинальных параметров практи­чески полностью вытеснена системой предельных параметров. Систе­ма предельных параметров, определяемая Государст­венными стандартами, характеризует предельные возмож­ности прибора независимо от режима его работы. При этом разра­ботчик аппаратуры сам устанавливает необходимый запас по тому или иному параметру прибора в зависимости от условий работы при­бора. В результате система предельных параметров позволяет пол­нее использовать возможности силовых полупроводниковых прибо­ров и правильнее оценить допустимые режимы их работ при проек­тировании устройств на основе полупроводниковых приборов, а также установить оптимальные массогабаритные показатели этих устройств и повысить надежность их работы. В системе параметров силовых полупроводниковых приборов различают предельно допустимые (граничные) параметры и характе­ризующие параметры. Предельно допустимые параметры определяют предельные возможности использования приборов и предельные условия их эксплуатации. При любых режимах работы значения воздействующих на прибор величий не Должны быть выше (или ниже) предельных параметров в противном случае силовой п/п прибор может выйти из строя. Характеризующие параметры силовых п/п при­боров – это непосредственно или косвенно измеряемые величины, определяющие электрические, механические, тепловые и др. свойства прибора при заданных условиях.