Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
Процессы при переключениях.
При переходе от проводящего состояния вентиля к запертому или обратно возрастание или снижение количества носителей заряда в слоях кремниевой шайбы, образующих структуру вентиля, происходит не скачкообразно. Поэтому полупроводниковые вентили обладают некоторой инерционностью. При быстром включении диода (скорость нарастания тока более 1 А/мкс) возникает увеличенное прямое падение напряжения (10 В и более), которое затем снижается в течение времени включения (обычно менее 1 мкс). Это время существенно для быстродействующих диодов, например, используемых для шунтирования цепи нагрузки или управляемых вентилей ("нулевые" или обратные диоды). При быстром переключении диода из проводящего состояния в запертое через него протекает значительный обратный ток, длительность импульса этого тока определяет время выключения диода (или время восстановления запирающих свойств), которое для обычных диодов, работающих при частоте сети, обычно не превышает 10 мкс, а для быстро включающихся диодов - 1 мкс. Амплитуда этого тока, обусловленного эффектом накопления носителей заряда, может превосходить прямой анодный ток. Этот ток тем больше, чем выше скорость спада прямого тока. Накопленный заряд и, соответственно, время выключения диода также растут с увеличением скорости спада прямого тока. Названные факторы влияют на параметры устройств защиты вентилей от импульсных периодических перенапряжении (RC-цепочки), обусловленных быстрыми изменениями обратного тока во время запирания и наличием индуктивностей в цепи вентиля. Изменение тока и напряжения на вентиле при его включении показаны на рис. 2.11. Из рис. 2.11 (б) и (в) следуют определения времени задержки, времени спада напряжения и времени включения. Для быстрого включения необходимы импульсы управляющего тока большой амплитуды (2-3 IGT, где IGT - ток включения) и с крутым передним фронтом. Такие импульсы управления особенно необходимы при высокой частоте переключении для снижения потерь мощности в вентиле при включении и при последовательном или параллельном соединении вентилей для уменьшения обусловленной разбросом параметров неравномерности распределения между ними, соответственно, напряжения или тока при включении. Скорость нарастания прямого тока при включении зависит от параметров нагрузки. При низкой скорости нарастания (большая индуктивность в цепи нагрузки) необходимо позаботиться, чтобы к моменту окончания импульсов управления анодный ток достиг значения тока удержания, так как в противном случае после окончания управляющего импульса вентиль вернется в запертое состояние. При активной или емкостной нагрузке скорость нарастания тока велика и возникает опасность превышения предельно допустимой скорости нарастания тока и выхода вентиля из строя. В этом случае последовательно с вентилем включается линейный или насыщающийся дроссель, который должен снизить скорость нарастания тока или задержать скачок тока, чтобы вся поверхность кремниевой шайбы перешла во включенное состояние к моменту, когда ток станет значительным. Для предотвращения самопроизвольного (то есть без подачи управляющего импульса) включения вентиля из-за крутого нарастания прямого напряжения необходимо, чтобы скорость нарастания напряжения не превышала критического значения. Для симистора индуктивность цепи нагрузки не должна быть слишком большой, чтобы не была превышена критическая скорость нарастания коммутируемого напряжения непосредственно после изменения его полярности.
Рис. 2.11. Кривые прямого тока (а), напряжения (б) и импульса управляющего тока (в) при включении тиристора или симистора: diT/dt – скорость нарастания прямого тока; UDM – прямое блокируемое напряжение перед включением; IFGM – амплитуда импульса тока управления; tИ – длительность импульса управления; td – время задержки; tr – время спада напряжения; tgt – время включения
|
Последнее изменение этой страницы: 2019-04-10; Просмотров: 285; Нарушение авторского права страницы