Techsem

В данном разделе приведены списки тиристорных и диодных силовых модулей, производимых фирмой TECHSEM, а также указаны их возможные аналоги. Ссылка на заголовок для якоря      Наименование каждого модуля-аналога в таблицах является ссылкой, по которой Вы перейдете к таблице с характеристиками аналога. Таблица с характеристиками модуля-аналога откроется в новом окне.

Рядом с наименованием аналога может быть указание, до какого класса по напряжению выпускается этот аналог. Например может быть указание «до 16 класса». Это означает, что этим аналогом можно заменить импортный модуль только до 16 класса по напряжению. Для более высоких классов надо подобрать другой аналог.      Если такого указания нет, то данный аналог сможет заменить импортный модуль с любым классом по напряжению.      Также может быть указание «корпус». Это значит, что корпус аналога либо незначительно, либо очень сильно отличается от корпуса импортного модуля. Указание «корпус»  также является ссылкой, по которой в новом окне открываются чертежи как импортного модуля, так и его аналога.      Если указание «корпус» отсутствует, то корпуса импортного модуля и аналога полностью совпадают.

ccn  dfgftm    dhdbh   dhsd    dhdrh 

В данном разделе приведены списки тиристорных и диодных силовых модулей, производимых фирмой TECHSEM, а также указаны их возможные аналоги.      Наименование каждого модуля-аналога в таблицах является ссылкой, по которой Вы перейдете к таблице с характеристиками аналога. Таблица с характеристиками модуля-аналога откроется в новом окне.

ваи рт ау пт бьб  р пан ыв нлнве

xnn

xn

fnm

sgr

xn

xn

xfrgt

srhrz

fjmh

ghmn

xfgn

srd

srg

zsdhr

fgnm

sdrg

zsrh

     Выбрав интересующую Вас схему соединения, Вы перейдёте к соответствующей таблице с перечнем модулей.

Диодные модули					Тиристорные модули
МДД       М2Д МД3      МДД х/3	МДДК      М2ДК МД4      МДД х/4	МДДА      М2ДА МД5      МДД х/5	МД1      М1Д		МТТ      М2Т МТ3      МТТ х/3	МТТК      М2ТК МТ4      МТТ х/4	МТТА      М2ТА МТ5      МТТ х/5	МТ1      М1Т
Схема «полумост»	С общим катодом	С общим анодом	Один диод в модуле		Схема «полумост»	С общим катодом	С общим анодом	Один тиристор в модуле

 

Тиристорно-диодные и диодно-тиристорные модули
МТД      МТ/Д3	МДТ       МД/Т3	МТДК      МТ/Д4	МДТК      МД/Т4	МТДА      МТ/Д5	МДТА      МД/Т5
Схема «полумост»	Схема «полумост»	С общим катодом	С общим катодом	С общим анодом	С общим анодом

 

 

     В данном разделе приведены списки тиристорных и диодных силовых модулей, производимых фирмой TECHSEM, а также указаны их возможные аналоги.
     Наименование каждого модуля-аналога в таблицах является ссылкой, по которой Вы перейдете к таблице с характеристиками аналога. Таблица с характеристиками модуля-аналога откроется в новом окне.

      (S1)  Рядом с наименованием аналога может быть указание, до какого класса по напряжению выпускается этот аналог. Например может быть указание «до 16 класса». Это означает, что этим аналогом можно заменить импортный модуль только до 16 класса по напряжению. Для более высоких классов надо подобрать другой аналог.
     Если такого указания нет, то данный аналог сможет заменить импортный модуль с любым классом по напряжению.

     Также может быть указание «корпус». Это значит, что корпус аналога либо незначительно, либо очень сильно отличается от корпуса импортного модуля. Указание «корпус»  также является ссылкой, по которой в новом окне открываются чертежи как импортного модуля, так и его аналога.
      (S2)  Если указание «корпус» отсутствует, то корпуса импортного модуля и аналога полностью совпадают.

cx vcb cb 
v sdd

 

Имеются два предельных значения температуры пехода: масимально допустимое (Tjmax) и минимально допустимое (Tjmin).

Максимально допустимая температура перехода — это температура, которая не должна превышаться в длительных режимах эксплуатации (при установившемся тепловом режиме).

Минимально допустимая температура перехода определяет предел, ниже которого не допускается не только работа прибора, но и его хранение. Используемые в конструкциях силовых полупроводниковых приборов материалы неоднородны и имеют различные температурные коэффициенты линейного расширения. Хотя в качестве термокомпенсаторов применяются материалы с температурным 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 полупроводниковых приборов минимально допустимая температура перехода равна — (50-60) градусов цельсия.

Эффективная эквивалентная температура перехода в установившемся теплово режиме может быть определена с достаточной для инженерных расчётов точностью по следу.щим формулам:

Где Tc — температура корпуса; Та — температура охлаждающей среды; Ptot — суммарная мощность потерь; Rthjc — тепловое сопротивление переход — корпус; Rthja — тепловое сопротивление переход — среда.

(S4) Тепловые потери, возникающие при прохождении тока через полупроводниковый прибор, выделяются в основном в небольшом объеме полупроводниковой структуры. Отсюда тепловой поток проходит через 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 потока, вследствие чего создается перепад температур между структурой и каждым из слоев. Рассматривая путь теплового потока через отдельные в конструктивном отношении элементы, можно говорить о тепловых сопротивлениях участков:

Переход – корпус прибора R_thjc;

Корпус прибора – контактная поверхность охладителя R_thch;

Контактная поверхность охладителя – охлаждающая среда R_thha;

Переход – охлаждающая среда R_thja;

Приняв условно тепловое сопротивление как перепад температуры на единицу греющей мощности, получаем следующие выражения:

*Для диодов мощность потерь обозначается P_FAV

Где T_j – температура перехода; Т_с – температура корпуса прибора; T_h – температура контактной поверхности охладителя; T_a – температура охлаждающей среды.

Тепловое сопротивление переход – корпус определяется в основном площадью полупроводниковой структуры, качеством контактных соединений и конструкцией корпуса. Приведенное для R_thjc выражение относится к прибору штырьевой конструкции. Приборы таблеточной конструкции характеризуются тепловыми сопротивлениями переход – анодный вывод корпуса R_thjcA и переход – катодный вывод корпуса R_thjcK. Эквивалентная расчетная схема теплового сопротивление прибора таблеточной конструкции показана ниже:

В соответствии со схемой

 

Приведенные выражения относятся к установившемуся тепловому режиму. В переходных режимах тепловое состояние полупроводникового прибора характеризуется переходными тепловыми сопротивлениями переход – корпус Z_(th)tjc и переход – среда Z_(th)tja.

Зависимости Z_(th)tjc = f(t) приводятся в справочных данных для конкретных типов полупроводниковых приборов. Зависимости Z_(th)tja = f(t) также имеются в справочных данных, причем они относятся к конкретному типу охладителя. Если прибор работает в сборе в другим охладителем, то переходное тепловое сопротивление переход – среда

 

Переходное тепловое сопротивление охладителя Z_(th)tha приводится в справочных данных на охладители для каждого конкретного типа. При использовании Z _(th)tha в качестве составляющей Z_(th)tja необходимо для расчетных значений времени t > 1c суммировать его с контактным тепловым сопротивлением R_thch, поскольку при достижении тепловым потоком поверхности охлаждающего устройства в эквивалентную тепловую схему включается тепловое сопротивление контакта между корпусом прибора и контактной поверхностью охладителя.

(S3)  В установившемся тепловом режиме Z_(th)tja = R_thja

Имея значения Z_(th)tja для конкретных временных интервалов t, можно при известном значении греющей мощности PTAV рассчитать температуру перехода в момент времени t

 

tq	Время выключения	Наименьший интервал времени между моментом, когда анодный ток после внешнего переключения основных цепей понизился до нуля, и моментом, в который определенное анодное напряжение проходит через нуль без переключения тиристора
trr	Время обратного восстановления	Интервал времени от момента, когда ток проходит через нулевое значение, изменяя направление с прямого на обратное, и до момента пересечения оси времени с прямой, проходящей через две точки на кривой уменьшения обратного тока с ординатами 90 и 25% его амплитуды
ts	Время запаздывания обратного напряжения	Интервал времени от момента, когда ток проходит через нулевое значение, изменяя направление с прямого на обратное и моментом, когда обратный ток достигает амплитудного значения
tf	Время спада обратного тока	Интервал времени между моментом, когда ток, изменив направление с прямого на обратное, достигает амплитудного значения, и моментом окончания времени обратного восстановления
Qrr	Заряд восстановления	Полный заряд, вытекающий из тиристора (диода) при переключении его с прямого тока на обратное смещение
Qs	Заряд запаздывания	Заряд, вытекающий из тиристора (диода) за время запаздывания обратного напряжения
Qf	Остаточный заряд	Заряд, вытекающий из тиристора (диода) за время спада обратного тока
Irr	Ток обратного восстановления

В некоторых системах требуется, чтобы тиристор (диод) мог воспринять на себя напряжение в закрытом состоянии через какой-то определенный промежуток времени после того момента, когда прекратился ток в открытом состоянии. Это время должно быть больше времени выключения тиристора (или, иначе, можно сказать, что время выключения тиристора должно быть меньше, чем время, через которое на тиристор будет подано анодное напряжение), в противном случае, тиристор будет отпираться при отсутствии управляющего сигнала. Исходя из этого можно заключить, что время выключения — это один из основных параметров тиристора.             Характер изменения тока и напряжения на тиристоре в процессе выключения показан на рисунке:

iR — обратный ток irr — ток обратного восстановления

Время выключения увеличивается с возрастанием тока в открытом состоянии, скорости его спада, температуры перехода, амплитуды и скорости нарастания напряжения в закрытом состоянии и уменьшается с ростом обратного напряжения. Эти зависимости, как правило, приводятся в справочных данных.              В процессе выключения силовые полупроводниковые приборы не сразу восстанавливают запирающие свойства в обратном направлении. Если силовой прибор переводится в непроводящее состояние под действием обратного напряжения, то в течение определенного времени обратный ток возрастает до значения, значительно превышающего статический обратный ток (irr  >> iR) и в течение этого времени силовой прибор не способен воспринимать обратное напряжение.                Процесс обратного восстановления (пик тока irr на рисунке сверху) условно можно разделить на два этапа: до момента достижения обратным током максимального значения и далее до установления статического обратного тока:

iF — прямой ток диода; iT  — ток через тиристор в открытом состоянии; IRRM  — максимальное значение тока обратного восстановления irr ; trr — время обратного восстановления; ts  — время запаздывания обратного напряжения; tf — время спада обратного тока; Qrr  — заряд восстановления; Qs — заряд запаздывания; Qf  — остаточный заряд.

Из рисунка видно, что время обратного восстановления состоит из времени запаздывания обратного напряжения и времени спада обратного тока. В то время, как заряд восстановления — из заряда запаздывания и остаточного заряда.             Время обратного восстановления и заряд восстановления при незначительном сопротивлении цепи коммутации связаны между собой соотношениями:

где diT/dt — скорость изменения обратного тока.

Время обратного восстановления определяет частотный диапазон работы силового полупроводникового прибора.              Разброс значений времени обратного восстановления при последовательном соединении силовых приборов может служить критерием при оценке возможности работы RC — цепочек, при высоких уровнях загрузки приборов по напряжению.              Заряд восстановления позволяет произвести расчет RC — цепочек, применяющихся для исключения перенапряжений на отдельных прибора при их последовательном соединении.               При последовательном включении рекомендуется подобрать силовые приборы по заряду восстановления.

 

 

 

 

Время включения тиристора.
Время задержки.
Время нарастания.

t gt	Время включения	Интервал времени, при котором тиристор переключается из закрытого состояния в открытое при наличии отпирающего импульса управления
t gd	Время задержки	Интервал времени между моментом, когда импульс управления достигает 10% наибольшего значения, и моментом, когда анодное напряжение понижается до 90% начального значения при переключении тиристора с помощью отпирающего импульса из закрытого состояния в открытое
t gr	Время нарастания	Интервал времени между моментом, когда анодное напряжение понижается до 90% своего начального значения, и моментом, когда оно достигает 10% начального значения, при переключении тиристора с помощью отпирающего импульса управления из закрытого состояния в открытое

          Процесс включения тиристора происходит не сразу, а в течение какого-то времени, которое определяется как время включения.

          Время включения t _gt (см. диаграмму) – это сумма времени задержки t _gd и времени нарастания t _gr.

          Время задержки зависит от амплитуды тока управления и длительностью фронта управляющего импульса. С увеличением амплитуды тока управляющего импульса, также, как и с уменьшением длительности его фронта, время задержки уменьшается.

          Время задержки зависит от напряжения в закрытом состоянии. При увеличении этого напряжения время задержки существенно сокращается.

          Время нарастания зависит от амплитуды тока в открытом состоянии. С увеличением этого тока время нарастания также увеличивается.

          Поскольку значение времени включения практически не зависит от температуры, в справочных данных приводится значение этого параметра при температуре 25 °С.

          Для тиристоров одного и того же типа время включения не одинаково. В справочных данных приводится максимально возможное значение этого параметра.

          Для уменьшения времени включении тиристоров, как и для уменьшения разницы значений этого параметра для тиристоров одного типа, работающих совместно, рекомендуется управлять силовыми приборами импульсами с минимальным фронтом и максимально возможной амплитудой. Из практики известно, что скорость нарастания тока управления должна быть не меньше 1 А/мкс, а амплитуда тока – не менее 1 А.

          При совместной работе нескольких силовых приборов разница в величинах времени включения этих приборов является во многом определяющей. При последовательном соединении тиристоров силовой прибор с большим значением времени включения может подвергнуться перегрузкам по напряжению, а при параллельном соединении силовой прибор с меньшим значением времени включения может подвергнуться перегрузкам по току.

  Более подробно о совместной работе силовых приборов смотрите здесь.

 

Расчет элементов, ограничивающих скорость нарастания тока.

           Для ограничения влияния эффекта di_T/dt применяются насыщающиеся реакторы, включаемые последовательно с тиристором.
Реактор должен удовлетворять двум требованиям:
— обеспечивать ограничение тока до безопасного значения на время начального этапа лавинного нарастания тока;
— иметь минимальное активное и реактивное сопротивление после того, как тиристор включится (большое сопротивление снижает энергетические показатели системы).
            Первое требование обусловлено необходимостью снижения мощности, которая в момент включения выделяется на небольшом участке структуры, что и вызывает ее локальный пробой. Ток, обеспечивающий нормальное развитие процесса включения, равен 15 – 20 А, а максимальное время задержки приводится в справочных данных.

              Насыщающий реактор выполняется в виде дросселя с ферромагнитным магнитопроводом. Число витков реактора w и сечение магнитопровода S связаны между собой соотношением:

w = tgd UD/S Br ,

где t_gd – время задержки, с; UD — напряжение перед коммутацией, В; Br — остаточная индукция, Тл (из справочных материалов); S — сечение магнитопровода, м². 

            Наряду с этим должно выполняться еще одно условие:

I w = H lcp ,

где I — ток коэрцитивной силы (как отмечено выше, примерно равен 20 А); H — коэрцитивная сила, А/м (берется из справочных материалов для сердечника из феррита данного типа); lcp — средняя длина магнитной линии, м (для стандартных ферритовых магнитопроводов находится из справочных материалов).

            Магнитопровод реактора может быть изготовлен из пермаллоя или других материалов с прямоугольной петлей гистерезиса.

 

Критическая скорость нарастания тока в открытом состоянии.

          Тиристор при подаче управляющего сигнала включается не сразу. Проводящая зона постепенно распространяется от управляющего электрода по структуре тиристора. (Одним из методов увеличения скорости распространения проводящей зоны по структуре тиристора является повышение скорости нарастания управляющего тока. Более подробно об этом смотрите здесь.) В первый момент времени после подачи управляющего сигнала проводящая зона мала, следовательно, тиристор имеет достаточно высокое сопротивление проходящему току. Большие значения токов в первый момент после подачи управляющего сигнала могут привести к значительному перегреву некоторых участков структуры и вывести тиристор из строя. Исходя из этого, необходимо ограничивать прямой ток в момент включения тиристора. Как это сделать, можно посмотреть здесь.

           Каждый тиристор характеризуется критической скоростью нарастания тока в открытом состоянии, значение которого не должно превышаться в процессе эксплуатации.

           Это значение имеет размерность А/мкс и приведено в характеристиках тиристоров. 

 

О ВОЗМОЖНОСТИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПЛОЩАДИ ПЕРВОНАЧАЛЬНОГО
ВКЛЮЧЕНИЯ СИЛОВЫХ ТИРИСТОРОВ
ПО ПАРАМЕТРАМ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО РЕЖИМА ВКЛЮЧЕНИЯ

 

          В тиристорной структуре при переключении из закрытого состояния в открытое наблюдается эффект локализации включенного состояния в области первоначального включения, формируемой вблизи управляющего электрода. В связи с относительно малыми размерами площади (S₀ =1-8 мм²) первоначального включения области первоначального включения и ограниченной радиальной скоростью (v_r <=0.1 мм/мкс) распространения включенного состояния по площади тиристорной структуры во время включения при высоких значениях скорости нарастания тока di_T/dt в открытом состоянии в