§ 93. Основные расчетные параметры неуправляемых кремниевых вентилей
Силовые кремниевые неуправляемые вентили (диоды) применяются в статических преобразователях электроэнергии (силовых установок) с частотой до 500 гц.
Правильный выбор вентилей в силовых преобразователях и правильная эксплуатация преобразователей осуществимы лишь на основе знания и учета основных параметров вентилей. Рассмотрим главнейшие параметры современных силовых кремниевых диодов.
Номинальный ток вентиля — это среднее значение однополупериодного выпрямленного тока синусоидальной формы с частотой 50 гц при нормируемом охлаждении.
Максимальное обратное напряжение (амплитудное напряжение синусоидальной формы), при котором обратная ветвь вольт-амперной характеристики образует загиб (см. рис. 92-1) или средний обратный ток достигает 40 ма. Максимальное напряжение определяется при температуре р—п-перехода, равной +140° С.
Номинальное или рабочее напряжение вентиля принимается для обычных диодов 0,5 от максимального, а для лавинных 0,65-0,83.
Класс вентиля характеризуется цифрой, получаемой от деления номинального напряжения на 100.
Прямое падение напряжения — среднее падение напряжения на вентиле при прохождении через него номинального тока (см. рис. 92-3).
Группа вентиля характеризует величину прямого падения напряжения (согласно табл. 93-1).
Таблица 93-1
Группы вентилей (диодов)
Группы | Пределы номинальных величин среднего прямого падения напряжения, в |
А | 0,4 —0,5 |
Б | 0,51-0,6 |
В | 0,61-0,7 |
Внутреннее термическое сопротивление подразделяется на сопротивление переходного режима, когда Rp-n=f(It), т. е. зависит от продолжительности импульса тока, и на сопротивление установившееся. Характер изменения внутреннего термического сопротивления вентиля от продолжительности импульса тока изображен на рис. 93-1.
Внешнее термическое сопротивление — превышение температуры основания корпуса вентиля над температурой охлаждающего воздуха или жидкости, отнесенное к рассеиваемой в вентиле мощности. Аналогично (93-1) получим
(93—2)
Рис. 93-1. Характер изменения внутреннего термического сопротивления кремниевого диода с номинальным током 200 а от продолжительности импульса постоянного тока
в вентиле Рв, устанавливается температура основания корпуса вентиля.
Постоянная времени корпуса вентиля характеризует время достижения установившейся температуры корпуса. Постоянная времени корпуса зависит от интенсивности охлаждения корпуса вентиля. С увеличением интенсивности охлаждения постоянная времени уменьшается.
Максимально допустимая температура р—п-перехода — это температура, при которой определяются параметры вентиля. Обычно для кремниевых диодов эта температура принимается +140° С.
Максимальная (предельная) температура р—п-перехода характеризует разрушение структуры, для кремниевых диодов эта температура находится в пределах 185—195° С.