大功率晶闸管参数解析之正向特性
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电气特性 二极管和晶闸管的电气特性随温度变化而变化,因此只有针对特定温度给出的电气特性才是有效的。除非另有说明,否则数据手册中的所有值均适用于40至60Hz的电源频率。 最大值为制造商以绝对极限值形式给出的值,通常即使在短时间内也不可超过此值,否则可能导致元件功能下降或损坏。特征值为规定条件下的数据分布范围,可以用作进厂检验依据。 一、正向 正向断态特性为晶闸管正向特性的一部分,这部分特性描述了正向断态电流和正向断态电压的瞬时值。
图1.断态电流iD,R(VDRM,RRM)相对于ID,R(VDRM,RRM;Tvj max)的比值与结温Tvj相对于Tvj max的比值之间的典型关系曲线
图2.断态电压定义
· 正向断态电流iD iD是晶闸管处于断态时正向流过主端子的电流。在数据手册中,该值是针对电压VDRM和最高结温Tvjmax规定的。 正向断态电流随结温Tvj而变(见图7)。 · 正向断态电压vD vD是晶闸管处于断态时正向施加于主端子的电压。 1. 正向断态重复峰值电压VDRM VDRM是在正向断态条件下,所有重复峰值电压中的最大重复电压值。 在直流应用中有必要降低VD(DC)。另见章节3. 考虑到工作过程中产生的瞬态电压,晶闸管工作时的电源电压峰值通常等于最高额定断态重复峰值电压除以一个介于1.5和2.5之间的安全系数。
在瞬态电压已知的情况下通常采用较低安全系数。这类情况通常是具有大储能的自动换向变流器。对于电网提供的瞬态水平未知的变流器,首选2.0至2.5的安全电压裕量。 如果在工作过程中很可能产生超过最高允许断态重复峰值电压的瞬态电压,则必须提供合适的瞬态电压保护网络(见7.1)。 2. 正向断态不重复峰值电压VDSM VDSM是施加在晶闸管上的正向电压中的最高额定不重复峰值,任何情况下晶闸管上的正向电压都不得超过此值。 3. 正向断态直流电压VD(DC) VD(DC)是断态模式中长期允许的正向直流电压。对于本文所述的半导体,该值大约是一半的断态重复峰值电压。这对100fit(单位时间间隔内的失效次数;1fit=每小时失效1小时失-9次,即,器件工作109小时失效一次)左右的失效率是有效的。可应要求提供不同直流电压的预期失效率。 · 正向转折电压V(BO) V(BO)是在规定的门极电流下,晶体管从断态转换到通态时的正向电压。 例外:对于集成了转折二极管(BOD)的光触发晶闸管(LTT),V(BO)是发生晶闸管保护性触发所需的最低电压 · 门极开路正向转折电压V(BO)0 V(B0)0是零栅电流对应的转折电压。用高于V(B0)0的电压触发晶闸管可能导致器件损坏。 例外:光触发晶闸管通过集成的转折二极管(BOD)得到保护。 · 维持电流IH IH是使晶闸管维持通态所必需的最小通态电流值。IH随着结温的升高而减小(见图9)。 与规格相当的电触发晶闸管相比,光触发晶闸管的维持电流要小得多。 · 擎住电流IL IL是指门极电流衰减后,晶闸管维持通态所需的通态电流。擎住电流随门极电流的变化率、峰值、持续时间以及结温而变(见图9)。 例外:与规格相当的电触发晶闸管相比,光触发晶闸管的擎住电流要小得多。 · 通态电流iT,ITAV,ITRMS,iF, IFAV, IFRMS 通态电流是晶闸管(iT,ITAV,ITRMS)或二极管(iF, IFAV,IFRMS)处于通态时流过主端子的电流。每个参数的含义是: iT,iF=瞬时值 ITAV, IFAV=平均值 ITRMS, IFRMS=RMS(均方根)
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