книги / Силовые полупроводниковые приборы
..pdfРис. 13.15. Зависимости допустимой амплитуды импульсов тока / /\/ от дли тельности tp и частоты при £/д = 0,67 1-7)Д'.\/. Ug —0,67 07.'дм/ и темпе ратуре корпуса:
77 = 65°С . |
о —ТБ151-50; |
6 -Т Б 1 5 1 -6 3 ; |
в -Т Б 1 6 1 -8 0 ; |
— ТБ161-100, |
д - |
||
ТБ171-160, |
с —ТБ171-200; |
Гс= 8 5 °С , |
Ж -Т Б 151 -50, 3-Т Б 151-63; «-Т Б 161-80; |
||||
к — ТБ161-100; л — ТБ171-160; |
м - ТБ171-200; Гс = 1 0 5 °С . |
« -Т Б 1 5 1 -5 0 ; |
о - |
||||
ТБ151-63, |
п — ТБ161-80; |
р - ТБ161-100; |
с —ТБ171-160; т - ТБ171-200; |
1 - |
|||
630 Гц; 2 - 1000 Гц; 3 -1 6 0 0 |
Гц; |
4 - 2500 Гц; 5 - 4000 |
Гц; 6 -6 3 0 0 |
Гц; |
|||
|
|
|
7 - |
10000 |
Гц |
|
|
Рис. |
13.16. |
Зависимости допустимой амплитуды импульсов тока / 7-д/ |
от дли |
|||||||||
тельности |
tp |
при |
температуре охлаждающей |
среды |
+50°С, |
скорости |
охлаж |
|||||
|
дающего |
воздуха 0 м/с, U D = |
0,67 |
VDRM, |
U R = 0,67 |
U RRд/: |
|
|||||
a - |
ТБ151-50 |
и 6 - ТБ151-63 (охладитель 0151-80); в - ТБ161-80 и г - |
ТБ161-100 |
|||||||||
(охладитель |
0161-80); д — ТБ171-160 и |
«-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 |
Ги |
|
|
|
|
|
||
262
Р и с . 1 3 .1 7 . З а в и с и м о с т и к р и т и ч е с к о й с к о р о с т и н а р а с т а н и я н а п р я
ж е н и я |
в з а к р ы т о м |
с о с т о я н и я |
|
(du£>ldt)cnt о т а м п л и т у д ы |
н а п р я |
||
ж е н и я |
в з а к р ы т о м |
с о с т о я н и и |
|
VDRMt |
ПР « Т) . ~ Tjm |
д л я |
г р у п п |
4 - 7 |
п о (dun! |
|
|
а — Т Б 1 5 1 - 5 0 , |
Т Б 151 -63; |
6 -\ |
|
Т Б 1 6 1 - 8 0 , |
Т Б 1 6 1 - 1 0 0 ; |
в - |
|
Т Б 1 7 1 - 1 6 0 , |
Т Б 171-200 |
|
|
13.2.ТИРИСТОРЫ ТИПОВ ТБ133-200, ТБ133-250, ТБ143-320, ТБ143-400, ТБ153-630, ТБ153-800, ТБ253-800, ТБ253-1000
Тиристоры типов ТБ133-200, ТБ 133-250, ТБ 143-320, ТБ143-400, ТБ153-630, ТБ 153-800, 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°С, атмосферном давлении 0,085—0,105 МПа, относительной влажности 98 % при 35 °С.
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
1
Параметр
Повторяющееся импульсное напряжение в за крытом состоянии U D R M и повторяющееся им пульсное обратное напряжение t/ддд/, В (диапа зон температур от Tjmin до Tjm, импульсы напря жения однополупериодные синусоидальные, t= = 10 мс, f= 50 Гц, цепь управления разомкнута)
ТБ133-200; ТБ133-250 |
ТБ143-320, ТБ143-400 |
ТБ153-630 ТБ153-800 |
ТБ 253-800 ТБ253-1000 |
|
1 |
|
|
|
6001200 |
|
600 — |
|
|
|
1400 |
Максимально допустимый средний ток в от- |
200; |
320; |
630; |
800; |
|||||||||
крытом |
состоянии |
IJ A Ут> А (7с = 85сС, |
ток од- |
250 |
400 |
800 |
1000 |
||||||
нополупериодный |
|
синусоидальный, угол |
прово |
|
|
|
|
||||||
димости |
р —180°, / = |
50 Гц) |
|
|
|
|
|
|
|
||||
Действующий ток в открытом состоянии |
315; |
500, |
990, |
1255; |
|||||||||
ITRMS, а |
(/'= 5 0 |
Гц) |
|
|
|
|
392 |
630 |
1255 |
1570 |
|||
Ударный неповгоряющийся ток в открытом |
6,0; |
7,0, |
12,0; |
22,0; |
|||||||||
состоянии |
IT S M > |
кА |
(т<ж |
однополупериодный |
6,5 |
8,0 |
14,0 |
24,0 |
|||||
синусоидальный, одиночный импучьс ti= 10 мс, |
|
|
|
|
|||||||||
V R ~ 0; |
режим в цепи управления: длительность |
|
|
|
|
||||||||
фронта |
импульса |
5 мкс, £/х = 10 В, |
внутреннее |
|
|
|
|
||||||
сопротивление источника управления 5—10 Ом, |
|
|
|
|
|||||||||
/(7=10 мкс, |
Tj - 25 °С) |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
То же |
при |
Tj = |
TJm |
|
|
|
|
5,2, |
6,0, |
10,0, |
20,0; |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5,5 |
7,0 |
12,0 |
21,0 |
Критическая скорость нарастания тока в от |
|
800 |
|
|
|||||||||
крытом |
состоянии |
{diT!dt)cnt, А/мкс |
(Т. = Tjm, |
|
|
|
|
||||||
U Q = 0,67 |
UD R д/, |
I? < 1000 А, / = 1 -г- 5 Гц, дли |
|
|
|
|
|||||||
тельность импульса 10 мкс, параметры источ |
|
|
|
|
|||||||||
ника управления, |
как |
для IJ S M ) |
|
|
|
|
|
|
|||||
Средняя мощность потерь на управляющем |
|
См. рис. |
13.22 |
|
|||||||||
электроде PQAV >Вт ( T J = Tjm) |
|
|
|
|
|
|
|||||||
Температура перехода, °С: |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
максимально |
допустимая |
Tjm |
|
|
|
125 |
|
|
|||||
минимально |
допустимая |
Tjmm |
|
|
|
-6 0 |
|
||||||
Температура хранения, °С: |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
максимально |
допустимая |
Tslgm |
|
|
|
60 |
|
||||||
минимально |
допустимая |
Ts[gmjn |
|
|
|
-6 0 |
|
||||||
Прижимное усилие, |
кН |
|
|
|
8 + 1,6116+3,2| 20 + 4 |24 + 4,8 |
||||||||
264
Таблица 13 5. Характеризующие параметры тиристоров
|
о |
о |
|
О |
1Л |
Параметр |
C-J rj |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1Л LS |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
н н |
|
Импульсное напряжение в открьпом состоянии |
2,4; |
2,5; |
||||||||||||||||||||
U T M > в > |
|
не |
более |
(7} = |
25CCS l x |
= |
|
3 , 1 4 IxA Vm ) |
2,0 |
2,1 |
||||||||||||
Пороговое |
напряжение |
U T (TO)> |
в > не |
более |
1,4, |
1,4; |
||||||||||||||||
(Tj — Tjm) |
|
|
|
|
сопротивление |
в |
|
открытом |
1,2 |
1 , п |
||||||||||||
Дифференциальное |
|
2, 22; |
1,3; |
|||||||||||||||||||
состоянии |
|
гу, |
мОм, |
не |
более |
(Tj = |
TJtn) |
|
|
|
|
1,29 |
0,8 |
|||||||||
Повторяющийся импульсный ток в закрытом |
40 |
50 |
||||||||||||||||||||
состоянии |
|
IX R M |
и |
повторяющийся |
импульсный |
|
|
|||||||||||||||
обратный |
|
ток IR R M * |
мА, |
не более |
|
(Т} — TJm, |
|
|
||||||||||||||
U D = U D R M> U R = U R R M ) |
не |
более |
|
(7)=25°С , |
|
0,6 |
||||||||||||||||
Ток |
включения |
7^, |
|
А, |
|
0,5 |
||||||||||||||||
Ux = 12 |
|
В, режим в цепи управления: форма |
|
|
||||||||||||||||||
напряжения трапецеидальная, |
?с= 1 0 |
мкс, дли |
|
|
||||||||||||||||||
тельность |
|
фронта |
1 |
мкс, |
Ux — Ю |
В, |
внутреннее |
|
|
|||||||||||||
сопротивление источника |
5 Ом) |
|
|
|
|
|
|
|
|
300 |
||||||||||||
Ток удержания ///, мА, не |
более |
|
(7^ = 25 |
С, |
|
|||||||||||||||||
Ux, = |
12 В, цепь управления |
разомкнута) |
|
|
|
|
||||||||||||||||
Отпирающее напряжение |
управления |
|
U Q J , |
В, |
|
|
||||||||||||||||
не |
более |
|
(£ /£ = 1 2 |
В, |
ток |
управления |
|
постоян |
|
|
||||||||||||
ный, сопротивление цепи тока в открытом со |
|
|
||||||||||||||||||||
стоянии не более 3 Ом): |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5,0 |
||||||||||
|
I'l |
~ |
T/min |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
Tj = 25 °С |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2,5 |
||||
Неотпирающее напряжение управления |
UQ Q , |
В, |
|
0,2 |
||||||||||||||||||
не |
менее |
(Tj— Tjm, |
Ux = 0,67 UX R M , напряжение |
|
|
|||||||||||||||||
источника |
|
управления |
постоянное) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
Отпирающий ток |
управления IQ T > А, не более |
|
|
|||||||||||||||||||
(условия, |
как |
для |
U Q T )'- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,80 |
|||||||
|
Т |
= |
Т |
/пип |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,75 |
||
|
1 ] |
|
J |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Tj = 25 °С |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,25 |
0,28 |
||||
Время включения |
tgh |
мкс, |
не более (Tj = 25 °С, |
2,0 |
2,5 |
|||||||||||||||||
£ / £ = 300 |
|
В, |
/ у — I T A Vm> |
параметры |
|
источника |
|
|
||||||||||||||
управления, как для |
IjSM» dixldt = 25 А/мкс) |
|
|
|
||||||||||||||||||
Время задержки tg^, мкс, не более |
(условия, |
1,0 |
1,3 |
|||||||||||||||||||
как |
для |
tgt) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Время |
выключения |
tq, мкс, |
не более |
(T/= T jm, |
2 0 - 4 0 |
2 5 - 5 0 |
||||||||||||||||
difjdt — |
—10 |
А/мкс, |
IT — IT |
AVm- UR |
— |
100 |
В, |
|
|
|||||||||||||
Up = 0,67 U X R M ’ duxtjdt = 50 В/мкс, длительность |
|
|
||||||||||||||||||||
/у |
не |
менее |
500 |
мкс, |
длительность |
|
Ux |
не |
|
|
||||||||||||
менее |
50 |
|
мкс, |
сопротивление |
источника |
|
Ux |
до |
|
|
||||||||||||
1 кОм) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Заряд обратного восстановления Qrr, мкКл, не |
80; |
190, |
||||||||||||||||||||
более |
(Tj=Tjm, |
IT — IfAVnu |
длительность |
/у |
95 |
230 |
||||||||||||||||
не менее |
0,2 мс, dixjdt — —50 А/мкс, |
UR |
= |
100 В, |
|
|
||||||||||||||||
форма |
/у трапецеидальная) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
Время обратного восстановления trn мкс, не |
2,0; |
2,7 |
||||||||||||||||||||
более |
(условия, как |
для |
Qrr) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2,3 |
|
||||||||
2.2 , 2,25;
1,8 1,9
1,45;
1,21
0,38;
0,231
70
0,7 |
0,7 |
|
300 |
|
6,0 |
|
2,5 |
|
0,25 |
0,80 |
0,7 |
0,28 |
0,25 |
3,2 |
4,0 |
1,7 |
3 |
3 2 - 6 3 |
3 2 - 6 3 |
360, |
|
440 |
|
3,9,
4,5
265
|
Параметр |
|
|
Критическая |
скорость |
нарастания |
напряжения |
в закрытом состоянии |
(t lu p / d i) cru , |
В/мкс (7) = |
|
Т,т, Up = 0,67 |
Uр в у , длительность |
Up не менее |
|
50 мкс, цепь управления |
разомкнута) |
||
Продолжение табл 13 5
ТБ133-200, ТБ 133-250 |
ТБ 143-320, ТБ143-400 1____________ ТБ153-630, ТБ 153-800 |
ТБ253-800, ТБ253-1000 |
|
2001000 |
|
Тепловое сопротивление переход - корпус Rthjc, |
0,08 |
0,05 |
0,03 |
0,025 |
|
°С/Вт, не более (постоянный ток) |
|
|
|
|
|
Тепловое сопротивление переход —анодный вы |
0,141 |
0,087 |
0,05 |
|
|
вод корпуса |
RU,JCA< °С/Вт, не более (постоян |
|
|
|
|
ный ток) |
|
|
|
|
|
Тепловое сопротивление переход —катодный вы |
0,185 |
0,12 |
0,075 |
|
|
вод корпуса Rti,Kк, °С/Вт, не более (постоянный |
|
|
|
|
|
ток) |
|
|
|
|
|
Вероятность безотказной работы за 10000 ч |
|
0,90 |
|
0,61 |
|
Масса, кг, |
не более |
0,20 |
j 0,28 |
0,56 |
0,6 |
Таблица 13 6 Рекомендуемые охладители и нагрузочная способность тиристоров
|
IT АУт. А, при |
Та = 40 °С и |
|
|
Тип |
Тип |
|
R-thcb °^/Вт |
|
тиристора |
охладителя |
скорости |
||
|
естественном |
|
|
|
|
охлаждении |
воздуха 6 м/с |
|
|
ТБ133-200 |
103 |
175 |
0,04 |
|
ТБ133-250 |
126 |
220 |
0,04 |
• |
ТБ 143-320 |
0343-150 |
240 |
0,02 |
|
130 |
|
|||
ТБ143-400 |
160 |
305 |
0,02 |
|
ТБ153-630 |
156 |
340 |
0,01 |
|
ТБ 153-800 |
190 |
420 |
0,01 |
|
ТБ253-800 |
0353-150 |
3% |
0,008 |
|
185 |
|
|||
ТБ253-1000 |
212 |
472 |
0,008 |
|
266
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 |
|
|
|
|
|
ТБ 133-200, |
ТБ 143-320, |
ТБ153-630, |
||
Размер |
|
ТБ 153-800, |
||||
|
ТБ 133 250 |
ТБ 143-400 |
ТБ253-800, |
|||
|
|
|
|
|
ТБ253-1000 |
|
D |
|
0 5 2 |
0 5 8 |
0 7 3 |
||
D, |
|
0 3 2 |
0 3 8 |
0 4 9 |
||
А |
|
|
21 |
21 |
26 |
|
02 |
|
280 + 5 |
280 ± 5 |
290 ± 5 |
||
1000 |
|
|
|
i r , А |
|
|
|
|
|
2000 |
|
|
|
800 |
|
|
|
1В00 |
|
|
BOO |
|
|
|
1200 |
|
|
¥00 |
|
|
|
800 |
|
|
гоо |
|
|
|
¥00 |
|
|
о |
12т ,8 |
1,0 |
1,5 2 ,о кт,в |
О |
1,0 1,5 |
2,0 ит,В |
1 г |
1 2 ит,& |
|||||
Рис. 13.19. Предельные характеристи ки открытого состояния тиристоров при Т. = 25 °С (1) и Т, = Т)т (2)
а —ТБ 133-200, |
6-ТБ133-250, |
в - |
ТБ143-320, г —ТБ 143-400 |
d ' - |
|
ТБ 153 630, |
е - ТБ 153-800 |
|
267
Рис. 13.20. Зависимости допустимой амплитуды ударного пеповторяющегося тока в открытом состоянии IfSM от длительности импульса (; при 7) = 25°С (/)
и(^)i VR =
а —ТБ133-200; 6-ТБ133-250; в -ТБ143-320; г-Т Б143-400, д - ТБ 153-630; е — ТБ153-800
Рис. 13.21. Зависимости допустимой амплитуды ударного иеповторяющегося
тока в открытом состоянии |
IT S M от |
длительности перегрузки t |
при |
||||
Т. = 25°С (/) и |
Г, = Г,т (2), |
UR =0.8 |
URRM: |
|
|
||
а —ТБ133-200; 6-ТБ133-250; |
«-ТБ143-320; |
г-ТБ143-400; д-ТБ153-630; |
|||||
|
е —ТБ153-800 |
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 13.22. Предельно допустимые харак |
||||||
|
теристики |
управляющего электрода |
для |
||||
|
всех |
типов тиристоров § |
13.2 |
|
|||
|
|
|
Скваж |
Длительность |
Мощ |
||
|
Кри- |
импульса |
|||||
|
ность |
||||||
|
ая |
|
ность |
управления |
|||
|
|
Л?1/> Вт |
|||||
|
|
|
|
|
tc , мс |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
i |
|
|
1 |
Постоянный |
3 |
|
|
|
|
|
2 |
ток |
|
|
|
2 |
|
|
10 |
8 |
|
|
|
3 |
|
|
5 |
4 |
15 |
|
|
4 |
|
|
40 |
0.5 |
13 |
|
268
Рве. 13.23. Типичные зависимости |
отпирающего тока управления IQJ-, пт |
||
длительности |
импульса управлении |
IQ при Т. = T.mfn |
(/) в Т. = 25°С (2), |
а —ТБ133-200, |
Up = 12 В: |
ТБ 153-630, ТБ153-800 |
|
ТБ 133-250; б - ТБ 143-320, ТБ 143-400; в - |
|||
Рис. 13.24. Зависимости времени задержки |
(/) и времени включения tgu (2) |
|||
от амплитуды |
управляющего импульса |
IFGM при |
Т, = 25°С, Up = 300 В, |
|
1т~ 1тАУщ’ !G = |
мкс> длительности фронта управляющего импульса 1 мкс, |
|||
|
|
diG/dt = 1 А/мкс: |
|
|
а —ТБ 133-200. |
ТБ 133-250; 6-ТБ143-320, |
ТБ143-400; |
« - ТБ153-630, ТБ153-800 |
|
1
Рис. 13.25. Зависимость времени |
выключения tq, от |
амплитуды тока |
в |
открытом состоянии IT IITAV "Р" |
T J = Tjm. d\Tjdt = -10 |
А/мкс, UR = 100 |
В, |
Up = 0,67 UpRM, dupjdt = 50 В/мкс для всех типов тиристоров § 13.2 |
|
||
269
Рис. 13.26. Зависимость |
времени |
выключения I , , |
от скорости спада тока |
||||
в открытом |
состоинии |
— difjdt |
при Г, = |
Tjm, |
I f — I f а ут, |
U R = 100 |
В, |
Up —0,67 |
Upgnf, dupjdl - 50 В/мкс для |
всех типов тиристоров § 13.2 |
|
||||
Рис. 13.27. Зависимость |
времени выключения |
от |
обратного |
напряжения |
UR |
||
при Tj — TJm, Ij- = I f л Vm* dupjdl = 50 В/мкс, Up —0,67 С/дкд/, d if/dl —-10 A / M K C
для всех типов тиристоров § 13.2
Рис. 13.28. Зависимость времени выключе
ния |
tg, от скорости нарастания |
напряже |
|||
ния |
в |
закрытом состоянии |
(dup/dt)cnl, |
при |
|
TJ = Tj |
U R = 100 В, IT = IfAVm< |
dij-jdt = |
|||
= -10 |
А/мкс, Up = 0,67 |
UpRM для |
всех |
||
|
|
типов тиристоров |
§ 13.2 |
|
|
E --I———————1—1 l_J |
LI I 1 I I 1 1— |
I— |
0 10 го 30 40 50~cLiT/di, А/мкс |
В 10 203QH050 -oUr/cU, А/мкс |
|
Рис. 13.29 |
|
|
270