Электроника_Книга

7.6 Конструктивное выполнение тиристоров

Как и силовые диоды, тиристоры выполняются двух модификаций: штыревые и таблеточные. Отличительной особенностью служит изолированный вывод управляющего электрода (УЭ).

1 – выпрямительный элемент; 2, 3 – соединительные втулки; 4 – крышка корпуса; 5, 7 – серебряные прокладки; 6 – внешний медный гибкий вывод; 8 – медное основание корпуса; 9 – уплотнительное кольцо; 10 – контактная чашечка; 11 – внутренний медный гибкий вывод; 12 –стеклянный изолятор; 13 – контакт охладителя; 14 – охладитель; 15 – управляющий электрод

Рисунок 7.12 – Продольный разрез тиристора штыревой конструкции

121

1 – выпрямительный элемент; 2, 8 – серебряные прокладки; 3, 9 – медные основания; 4 – керамический корпус; 5 – манжет из меди; 6 – медная мембрана; 7 – фторопластовое кольцо для центровки выпрямительного элемента; 10 – углубления для фиксации положения таблетки относительно охладителей; 11 – управляющий электрод

Рисунок 7.13 – Продольный разрез тиристора таблеточной конструкции

7.7 Параметры силовых тиристоров

Для силовых ТС устанавливаются предельно допустимые значения и характеризующие параметры (см. подраздел 1.7).

Предельно допустимые значения – это минимальные или максимальные значения, за пределами которых прибор может быть поврежден. Приводя их в справочной литературе, предприятие-изготовитель информирует о том, что если данный ТС в процессе эксплуатации выйдет за указанные границы, то вероятнее всего он будет поврежден и выйдет из строя. То есть изготовитель не гарантирует нормальную работу прибора при выходе за пределы этих величин. Предельно допустимые значения определяются на основе расчетов и испытаний.

Таблица 7.1 – Предельно допустимые значения силовых тиристоров

122

Продолжение таблицы 7.1

123

Окончание таблицы 7.1

*) Приведенные коэффициенты являются общепринятыми и усредненными, которые можно применять при учебных и предварительных расчетах. При реальном проектировании необходимо их уточнить, используя документацию предприятия-изготовителя.

Рисунок 7.14 – Значения и параметры силового тиристора на ВАХ в открытом состоянии IT = f(UT) и в обратном направлении IR = f(UR)

Характеризующие параметры – это параметры, которые показывают соответствующие свойства ТС, они проявляются в процессе его работы и являются измеряемыми величинами. Приводя их в справочной литературе, предприятие-изготовитель утверждает, что при эксплуатации данного ТС эти параметры не выйдут за указанные гра-

124

ницы. Если в процессе работы какой-либо параметр превысит указанные в паспортных данных численное значения, то это не значит, что прибор сразу же выйдет из строя. Просто в данном ТС, например, возрастут потери мощности, и он будет перегреваться.

Таблица 7.2 – Характеризующие параметры силовых тиристоров

125

Окончание таблицы 7.2

Расшифровка некоторых индексов значений и параметров тиристоров приведена в таблице А.1.

7.8 Система обозначений силовых тиристоров

1 2 3 4 5 6 – 7 – 8 – 9 10 11 – 12 – 13

1 – вид полупроводникового прибора (Т – тиристор ); 2 – тип тиристора (отсутствует – незапираемый с управлением по

катоду, С – симистор, О – оптотиристор, Ф – фототиристор, З – запираемый, Д – тиристор-диод);

3 – подвид тиристора (отсутствует – обычный, Л – лавинный, Ч

– быстровыключающийся, Б – быстродействующий, И – быстровключающийся, импульсный);

4 – порядковый номер модификации конструкции;

126

5 – цифра кодирующая габариты корпуса: для штыревых – размер под ключ, для таблеточных – диаметр таблетки (см. таблицу А.2);

6 – обозначение конструктивного исполнения корпуса (см. та-

10 – группа по времени выключения tq (см. таблицы А.5 и А.6); 11 – группа по времени включения tgt (см. таблицу А.7);

12 – импульсное прямое падение напряжения UТM, В;

13 – климатическое исполнение и категория размещения (У – для умеренного климата и внутренней установки, УХЛ – для умеренного и холодного климата).

Пример:

Т253–1250–18–711–1,6–УХЛ2 – тиристор, незапираемый с управлением по катоду, обычный, второй модификации конструкции, диаметр таблетки 78 мм, таблеточной конструкции, максимально допу-

стимый средний прямой ток IТAV m=1250 А, класс 18 (URRM=1800 В), критическая скорость нарастания прямого напряжения в закрытом

состоянии 1000 В/мкс, время выключения 500 мкс, время включения 4 мкс, импульсное прямое напряжение UFM = 1,6 В, для умеренного и холодного климата и наружной установки под навесом.

7.9Вопросы для самоконтроля

1.Определение тиристоров и их устойчивые состояния.

2.Структурные схемы и типы тиристоров.

3.Процессы, происходящие в четырехслойной полупроводниковой структуре.

3.1.При отсутствии напряжения.

3.2.При небольшом прямом напряжении и токе управления

IG = 0.

3.3.При большом прямом напряжении и токе управления

IG = 0.

3.4.При прямом напряжении и токе управления IG > 0.

3.5.При обратном напряжении.

127

4.Структурная схема замещения тиристора двумя транзисторами.

5.Электрическая схема замещения тиристора двумя транзисторами.

6.Работа тиристора по схеме замещения.

6.1.При прямом напряжении и IG = 0 на участке ОА прямой ветви ВАХ.

6.2.При прямом напряжении и IG = 0 на участке АВ прямой ветви ВАХ.

6.3.При прямом напряжении и IG = 0 на участке ВС прямой ветви ВАХ. Первый способ открытия тиристора.

6.4.При прямом напряжении и IG = 0 на участке CD прямой ветви ВАХ. Первый способ закрытия тиристора.

6.5.При прямом напряжении и IG > 0 на участке ОА1В1С прямой ветви ВАХ. Второй способ открытия тиристора.

6.6.Возможность закрытия тиристора отрицательным током управления.

6.7.При обратном напряжении. Второй способ закрытия тиристора.

7.Сравнение тиристоров и биполярных транзисторов.

7.1.По мощности управления.

7.2.По способам закрытия.

8.ВАХ идеального тиристора.

9.Конструктивное выполнение штыревых тиристоров.

10.Конструктивное выполнение таблеточных тиристоров.

11.Предельно допустимые значения силовых тиристоров.

11.1.Определение предельно допустимых значений силовых тиристоров.

11.2.В проводящем направлении и закрытом состоянии.

11.3.В проводящем направлении и открытом состоянии.

11.4.В непроводящем направлении.

12.Характеризующие параметры силовых тиристоров.

12.1.Определение характеризующих параметров силовых тиристоров.

12.2.В проводящем направлении и закрытом состоянии.

12.3.В проводящем направлении и открытом состоянии.

12.4.В непроводящем направлении, цепи управления и прочие.

13.Система обозначений силовых тиристоров.

128

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1.Бурков А. Т. Электронная техника и преобразователи: учеб. для вузов ж.-д. трансп. – М.: Транспорт, 1999. – 464 с.

2.Чебовский О. Г., Моисеев Л.Г., Недошивин Р.П. Силовые полупроводниковые приборы. Справочник. – М.: Энергоатомиздат, 1985. – 400 с.

3.Засорин С. Н., Мицкевич С. Н., Кучма К. Г. Электронная и преобразовательная техника: учеб. для вузов ж.-д. трансп. – М.: Транспорт, 1981. – 319 с.

4.Абрамович М. И. и др. Диоды и тиристоры в преобразовательных установках. – М.: Энергоатомиздат, 1992. – 432 с.

5.Горбачев Г. Н., Чаплыгин Е. Е. Промышленная электроника: учеб. для вузов. – М.: Энергоатомиздат, 1988. – 320 с.

6.Гусев В. Г., Гусев Ю. М. Электроника: учеб. пособие для приборостроит. спец. вузов. – М.: Высш. шк., 1991. – 622 с.

7.Семенов Б. Ю. Силовая электроника от простого к сложному. – М.: СОЛОН–Пресс, 2005. – 416 с.

8.Калашников С. Г. Электричество: учеб. пособие для студентов физических специальностей вузов. — М.: Наука, 1977. — 592 с.

9.Лачин В. И., Савёлов Н. С. Электроника: учеб. пособие. – Ростов н/Д: Феникс, 2002. – 576 с.

10.Зорохович А. Е., Крылов С. С. Основы электроники для локомотивных бригад: учеб. пособие. – М.: Транспорт, 1983. — 224 с.

11.Жеребцов И. П. Основы электроники. – Л.: Энергоатомиздат, 1985. – 352 с.

12.Седов Е. А. Мир электроники. – М.: Мол. гвардия, 1990. – 444 с.

13.Баюков А. В. и др. Полупроводниковые приборы: диоды, тиристоры, оптоэлектронные приборы. Справочник / под ред. Н. Н. Горюнова. — М.: Энергоатомиздат, 1984. — 744 с.

14.Готтлиб И. М. Источники питания. Инверторы, конверторы, линейные и импульсные стабилизаторы. — М.: Постмаркет, 2002. — 544 с.

15.Овсянников Н. И. Кремниевые биполярные транзисторы: справ. пособие. — М.: Высш. шк., 1989. — 302 с.

16.Дьяконов В. П. Intel. Новейшие информационные технологии. Достижения и люди. – М.: СОЛОН-Пресс, 2004. – 416 с.

129

Приложение А

Расшифровка некоторых условных обозначений силовых диодов и тиристоров

Таблица А.1 – Расшифровка индексов у значений и параметров силовых диодов и тиристоров

Таблица А.2 – Расшифровка условного обозначения габаритов корпуса силовых диодов и тиристоров

130