Выбор полупроводниковых приборов для преобразовательных устройств, страница 5

В реальных схемах источников питания вследствие различных причин, например переходных процессов пуска, возможны режимы, когда средний ток вентилей может превышать рассчитанное установившееся значение , т.е. режимы токовых перегрузок. Часто необходимо знать время, в течение которого прибор может выдерживать тоновую перегрузку, например для расчета уставки защиты от перегрузки выпрямителя или оценки динамических характеристик его нагрузки.

Для определения времени допустимой перегрузки необходимо найти допустимое значение теплового переходного сопротивления переход-среда  в режиме перегрузки.

,                                       (1.49)

где  - мощность потерь в тиристоре до режима перегрузки;  - мощность потерь в тиристоре в режиме перегрузки. Для диода соответственно берутся значения  и . Значения  и  определяются по формулам (1.44) и (1.45). Значения   и  также определяются по тем же формулам путем подстановки в них значений тока перегрузки, равного  для диода или  для тиристора, где  - кратность перегрузки по току.

На основании рассчитанного  по приведенным в [2] зависимостям теплового переходного сопротивления от времени находится время допустимой перегрузки.

Выбор полупроводниковых приборов можно рассмотреть на следующих примерах.

1.5.1. Выбрать тиристор для работы в трехфазной мостовой схеме выпрямления при температуре охлаждающей среды =50^o С , амплитуде линейного напряжения вентильных обмоток трансформатора =230 В и среднем токе через тиристор в установившемся режиме =120 А. Угол проводимости тиристора в трехфазной мостовой схеме выпрямления 120 электрических градусов и коэффициент формы тока тиристора =1,73. Определить время, в течение которого выбранный тиристор сможет выдерживать двухкратную токовую перегрузку.

Так как в мостовой схеме , напряжение, определяющее класс выбираемого тиристора, в соответствии с (1.48) равно

В.

Поэтому тиристор должен быть пятого класса.

На основании приведенных таблиц [2, с. 200-202] предварительно выбирается тип тиристора T171-200 в комплекте с охладителем 0181-110. Из справочных данных приведенных там же В; =1,0 МОм; ^oC/ Вт; ^oC/ Вт; =125 ^oC.

Значение теплового сопротивления контактная поверхность охладителя -окружающая среда  , учитывающее условия охлаждения, определяется по той же справочной литературе /2, с. 373/, где изображены временные зависимости переходного теплового сопротивления  охладителя 0181-110 для различных скоростей охлаждающего воздуха. Значение  будет равно установившемуся значению . Для рассматриваемых условий охлаждения имеем = 0,23 °С/Вт.

По формуле (1.43) рассчитывается

°С/Вт.

По формуле (1.47) находится максимально допустимый средний ток тиристора при заданных условиях охлаждения

А.

Рассчитанный допустимый ток  больше установившегося тока , протекающего через тиристор разрабатываемой схемы. Таким образом, тип тиристора выбран верно.

Мощность потерь в выбранном тиристоре при протекания через него установившегося среднего тока, равного 120 А, определяется в соответствии с формулой (1.45)

Вт.

а мощность потерь в режиме двухкратной перегрузки, т.е. при среднем токе 240 А, равна

Вт.

По формуле (1.49) определяется допустимое значение переходного теплового сопротивления переход-среда в режиме перегрузки

°С/Вт.

На основании найденного значения = 0,037 °С/Вт [2, с. 199] определяется допустимое время перегрузки, равное примерно 6 мс.

Все приведенные характеристики полупроводниковых приборов, расчетные соотношения и методика выбора и теплового расчета полупроводниковых приборов более полно изложена в /2/.