Основные параметры тиристоров
Как и для диодов, основными параметрами тиристоров являются:
– предельный прямой ток Iпр;
– перегрузочная способность;
– прямое падение напряжения Uпр;
– повторяющееся и неповторяющееся прямое или обратное напряжение;
– сопротивление вентиля в прямом и обратном направлении;
– температурный режим.
Кроме того, существует ряд специфических параметров:
– напряжение включения;
– токи включения и удержания (выключения);
– обратный и прямой токи утечки;
– скорость нарастания прямого тока при включении;
– скорость нарастания прямого напряжения на закрытом вентиле;
– время включения и выключения;
– ток, напряжение и предельное значение мощности в цепи управления.
Прямое падение напряжения Uпр при прямом токе Iпр у тиристоров больше, чем у диодов (1,75-2,3 В) вследствие того, что выпрямительный элемент имеет большую толщину и ток преодолевает сопротивления трех p-n-переходов.
Как и диоды, тиристоры делятся на классы по допустимому повторяющемуся напряжению.
Напряжение включения тиристора Uвкл приблизительно равно максимальному обратному пробивному напряжению Uпроб, так как обе эти величины определяются электрической прочностью двух p-n-переходов, следовательно они зависят от класса вентиля.
При повышении температуры значение напряжения включения Uвкл, так же как и значение напряжения пробоя Uпроб, уменьшается. Прямой и обратный токи утечки характеризуют вентильные свойства закрытого тиристора в прямом и обратном направлениях. Для мощных тиристоров значения этих токов находится в пределах 20-40 мА при предельном значении приложенного напряжения и максимально допустимой температуры структуры Tjm.
Маркировка силовых тиристоров
Приведем пример маркировки силового тиристора, использующегося в составе выпрямительно-инверторного преобразователя ВИП4000 электровозов ВЛ 80Р и ВЛ 85.
Т
353-800-28-61 УХЛ 2 – Т – тиристор; 3 – порядковый
номер модификации конструкции; 5 –
модификация по диаметру корпуса (73 мм)
по ГОСТ 20859.1–89; 3 – конструктивное
исполнение корпуса по ГОСТ 20859.1–89
(таблеточный); 800 – предельный ток
(среднее значение), А, при заданной
температуре корпуса; 28 – класс по
напряжению; 6 – группа по критической
скорости нарастания напряжения
– 250 В/мкс; 1 – группа по времени выключения
– не более 500 мкс; УХЛ – климатическое
исполнение по ГОСТ 15150–69 – для умеренного
и холодного климата; 2 – категория
размещения по ГОСТ 15150–69 – установка
в помещениях, где колебания температуры
и влажности несущественно отличаются
от внешней среды.
Лавинные тиристоры
В тиристорах, также как и в диодах, за счет специальных технологий можно создать такую структуру, в которой при подаче обратного напряжения возникает лавинный пробой. Такие тиристоры не выходят из строя при подаче на них больших значений обратных напряжений. Маркируются они буквами ТЛ (тиристор лавинный). В отличие от обычных тиристоров, они имеют лавинные области на прямой (область АБ) и обратной (область ВГ) ветвях ВАХ (рис. 7.7).
Рис. 7.7. Вольт-амперная характеристика лавинного тиристора
Лавинные области позволяют включать тиристор не только с помощью тока управления, но и подачей на анод прямого напряжения, большего, чем напряжение включения. Кроме того, лавинные тиристоры ограничивают кратковременные импульсы напряжения так же, как и выпрямительные лавинные диоды. При этом рассеиваемая энергия на p-n-переходе должна быть не выше 1 Дж.
Применение в этих приборах кремния высокой очистки и однородности, а так же технология изготовления p-n-переходов позволяют повысить допустимую температуру кремниевого элемента до 140 С, что позволяет увеличить номинальный ток тиристора без увеличения площади p-n-перехода.
Использование лавинных тиристоров в преобразовательных устройствах дает возможность обойтись без дополнительных устройств защиты и равномерного распределения напряжения между последовательно включенными вентилями.