Система параметров тиристора по току и напряжению.

Основными параметрами, характеризующими возможности тиристоров, являются предельно допустимые значения повторяющеюся импульсного обратного напряжения и максимального среднего прямого тока (усредненного по всему периоду для периодических токов).

Кроме предельных параметров, важными параметрами являются:

· прямое напряжение (напряжение на выводах тиристора, обусловленное прямым: током);

· обратный ток (ток через диод яря приложении обратного напряжения);

· время обратного восстановления (параметр, характеризующий и время, восстановления блокирующих свойств тиристора).

Указанные параметры обычно приводятся в техническом паспорте на прибор, а более подробная информация о параметрах, характеристиках и эксплуатационных свойствах - в технических условиях на прибор.

При выборе тиристора по условиям предельно допустимого тока следует учитывать эффективность охладителя, совместно с которым используется тиристор.

Иначе говоря, предельное значение тока рассчитывается из условий охлаждения прибора для каждого конкретного тина охладителя.

Кроме этого указывается:

1. Время, включения t_gt тиристора. Это время от момента подачи управляющего импульса до момента снижения анодого напряжения на тиристоре до 10% начального значения при работе тиристора на активную нагрузку.

2. Время выключения t_q тиристора (назывемое также временем восстановления запирающей способности тиристора). Это время oт момента, когда прямой ток становится разным нулю, до момента, когда прибор снова будет способен выдерживать (не открываясь) напряжение, прикладываемое в прямом направлении с определенной амплитудой и скоростью нарастания.

3. Критическая скорость нарастания прямого напряжения (du_D/dt)_crit. Это максимально допустимое значение скорости нарастания прямого напряжения при разомкнутой цепи управляющего электрода. При превышении допустимого значения (du_D/dt)_erit происходит самопроизвольное включение тиристора.

4. Критическая скорость нарастания тока в открытом состоянии (di_T/dt)_crit. Это наибольшее значение скорости нарастания тока в открытом состоянии, которую тиристор может выдержать без повреждения.

5. Ток в закрытом состоянии тиристора I_D. Это анодный ток тиристора в закрытом состоянии.

6. Ток в открытом состоянии тиристора I_H. Это наименьший анодный ток, необходимый для поддержания тиристора в открытом СОСТОЯНИИ.

Ток I_H необходимо учитывать при расчете минимальных нагрузок тиристорных преобразователей. Обычно для мощных тиристоров этот ток равен нескольким сотням миллиампер и зависит от температуры.

Система динамических параметров тиристора.

К динамическим параметрам тиристора относятся:

а) критическая скорость нарастания прямого напряжения (du/dt)crit. Это максимальное допустимое значение скорости нарастания прямого напряжения при разомкнутой цепи управляющего электрод. При превышении допустимого значения (du/dt)crit происходит самопроизвольное включение тиристора;

б) критическая скорость нарастания тока в открытом состоянии (di/dt)crit. Это наибольшее значение скорости нарастания тока в открытом состоянии, которую тиристор может выдержать без повреждения.

в) время переключения является одной из важнейших характеристик тиристора и определяет его быстродействие в схемах. Это складывается их времени включения (отпирания) и времени выключения (запирания).

Тиристоры, структурная схема, двухтранзисторная модель и ВАХ тиристора, условия и характеристики включения.

Тиристор является силовым электронным не полностью управляемым ключом. Поэтому иногда в технической литературе его называют однооперационным тиристором, который может сигналом управления переводиться только в проводящее состояние, т. е. включаться. Для его выключения (при работе на постоянном токе) необходимо принимать специальные меры, обеспечивающие спадание прямого тока до нуля.

Тиристорный ключ может проводить ток только в одном направлении, а в закрытом состоянии способен выдержать как прямое, так и обратное напряжение.

Тиристор имеет четырехслойную p-n-p-n-структуру с тремя выводами: анод (A), катод (C) и управляющий электрод (G), что отражено на рис. 1

Рис. 1. Обычный тиристор: a) – условно-графическое обозначение; б) – вольтамперная характеристика.

Структурная схема

На рис. 1, b представлено семейство выходных статических ВАХ при различных значениях тока управления iG. Предельное прямое напряжение, которое выдерживается тиристором без его включения, имеет максимальные значения при iG = 0. При увеличении тока iG прямое напряжение, выдерживаемое тиристором, снижается. Включенному состоянию тиристора соответствует ветвь II, выключенному – ветвь I, процессу включения – ветвь III. Удерживающий ток или ток удержания равен минимально допустимому значению прямого тока iA, при котором тиристор остается в проводящем состоянии. Этому значению также соответствует минимально возможное значение прямого падения напряжения на включенном тиристоре.

Ветвь IV представляет собой зависимость тока утечки от обратного напряжения. При превышении обратным напряжением значения UBO начинается резкое возрастание обратного тока, связанное с пробоем тиристора. Характер пробоя может соответствовать необратимому процессу или процессу лавинного пробоя, свойственного работе полупроводникового стабилитрона.

Тиристоры являются наиболее мощными электронными ключами, способными коммутировать цепи с напряжением до 5 кВ и токами до 5 кА при частоте не более 1 кГц. Конструктивное исполнение тиристоров приведено на рис. 2.

Рис. 2. Конструкция корпусов тиристоров: а) – таблеточная; б) – штыревая