Выбор полупроводниковых приборов для преобразовательных устройств, страница 4

Дифференциальное прямое сопротивление диода или дифференциальное сопротивление в открытом состоянии для тиристора ()-значение сопротивления в открытом состоянии, определяемое по наклону линии прямолинейной аппроксимации прямой ветви вольтамперной характеристики диода или тиристора. ,  и  приводятся в справочной литературе [2], в таблицах характеризующих параметров полупроводниковых приборов.

Средняя мощность потерь, значение которой определяет нагрев прибора при заданных средних токах диода  и тиристора , для диода определяется по формуле:

,                                    (1.44)

а для тиристора по формуле:

,                                   (1.45)

где  - коэффициент формы тока полупроводникового прибора, равный отношению действующего значения тока, протекающего через прибор, к среднему значению этого же тока.

Для проверки правильности выбора полупроводникового прибора необходимо знать значение максимально допустимого среднего тока при заданных условиях работы. Для диода этот ток равен

,                        (1.46)

для тиристора

,                     (1.47)

Расчет напряжения для определения класса полупроводниковых приборов в источниках питания электромеханических систем рекомендуется производить по формуле:

,                                    (1.48)

где  - максимальное напряжение на вентиле, равное в мостовых и нулевых схемах выпрямителей амплитуде линейного напряжения вентильных обмоток силового трансформатора; 1,875 - коэффициент, учитывающий возможность повторяющихся и неповторяющихся перенапряжений в схеме выпрямителя (получен эмпирическим путем и рекомендован к использованию при разработках источников питания электромеханических систем).

Выбор типа полупроводникового прибора производится в два этапа. На первом этапе предварительно выбирается тип прибора. На втором производится проверка правильности выбора по отсутствию перегрева структуры в длительном режиме при заданных условиях работы и определяется время, в течение которого выбранный прибор может выдерживать заданную перегрузку по току. Исходной величиной для выбора типа прибора является среднее значение длительно протекающего через данный прибор тока  в разрабатываемой схеме выпрямителя. Тип прибора выбирается таким, чтобы значение  было меньше указанного в справочных данных предельного  для диода или предельного  для тиристора.

Степень завышения предельного тока зависит от условий охлаждения, значения возможной перегрузки и ее длительности. В [2] для каждого полупроводникового прибора приведены рекомендуемые к использованию в комплекте с ним типы охладителей и максимально допустимые средние токи приборов для температуры охлаждающей среды =40^oС и ее различных скоростей. Эти параметры приведены в таблицах рекомендуемых охладителей и нагрузочной способности диодов (тиристоров). Данными таблицами целесообразно пользоваться при предварительном выборе полупроводникового прибора. Тип тиристора или диода выбирается из этих таблиц на основании соотношения , где - указанный в таблицах предельный ток диода (тиристор) для конкретных условий охлаждения. Причем выбранный из таблицы вариант условий охлаждения должен быть, по возможности, более близким к условиям охлаждения в разрабатываемой схеме.

Для схем выпрямителей о естественной коммутацией желательно выбирать приборы общего применения с ненормируемыми коммутационными параметрами как наиболее дешевые.

После предварительного выбора полупроводникового прибора для проверки правильности этого выбора необходимо определить максимально допустимый средний ток в открытом состоянии прибора, работающего в проектируемой схеме выпрямления при действительных условиях охлаждения. Этот ток, найденный по формуле (1.46) или (1.47) должен быть меньше тока  Выполнение этого условия свидетельствует о возможности длительной надежной работы выбранного прибора в рассматриваемой схеме при действительных условиях охлаждения. Входящее в (1.46) или в (1.47) значение  рассчитывается на основании справочных данных по формуле (1.43).