4.6. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ УПРАВЛЯЮЩИХ ИМПУЛЬСОВ И СХЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ТИРИСТОРОМ

Вольт-амперная характеристика управляющего электрода тиристора.

Для перевода тиристора из закрытого состояния в открытое на его управляющий электрод следует подать управляющий импульс тока определенных уровня, формы и длительности и при этом не должна быть превышена допустимая мощность потерь на управляющем электроде.

Для расчета параметров управляющих импульсов и схемы управления используют следующие данные: семейство вольт-амперных характеристик управляющего электрода (ВАХУ), наибольшие значения неотпирающего тока и неотпирающего напряжения , минимальные значения отпирающих тока и напряжения , максимально допустимые значения прямого тока управляющего электрода и импульсного прямого напряжения , максимально допустимая средняя мощность потерь на управляющем электроде, графическая зависимость (типичная) минимального отпирающего тока от длительности импульсов управления и максимально допустимые значения импульсной мощности потерь на управляющем электроде при различной длительности и скважности импульсов трапецеидальной формы.

Указанные параметры и характеристики заданы в информационных материалах при определенных классификационных условиях.

Статистическая ВАХУ тиристора 1 показана на рис. 4.34. Характер ВАХУ тиристора определяет вольт-амперная характеристика диода, образованного управляющей p-базой и катодным n-эмиттером тиристора. Для сравнения на рис. 4.34 показана ВАХ лавинного диода 2.

Рис. 4.34. Прямая ветвь статической вольт-амперной характеристики управляющего электрода тиристора (1) и лавинного диода (2)

Неизбежные различия параметров исходных материалов и неконтролируемые отклонения технологического процесса изготовления порождают определенный разброс ВАХУ тиристоров одного и того же типа. Предельно допустимые отклонения ВАХУ нормируются техническими условиями.

Вольт-амперные характеристики управляющего электрода, соответствующие требованиям технического условия, ограничены кривыми А и В (рис. 4.35) [3.2]. Тиристоры с ВАХУ, лежащими вне площади, ограниченной кривыми А и В, отбраковываются. Кривые А и В строятся при анодном токе тиристора, равном нулю (анодная цепь разомкнута). Кривая А соответствует ВАХУ тиристора с максимально допустимым входным сопротивлением цепи управляющего электрода при максимальной температуре его структуры, а кривая В соответствует ВАХУ тиристора с минимально допустимым при минимальной температуре. Под входным сопротивлением понимается продольное сопротивление управляющего базового р-слоя по отношению к месту подключения управляющего электрода.

Площадь между кривыми А и В можно разделить на три области: — область гарантированного неотпирания тиристора; — область негарантированного отпирания; — область гарантированного отпирания.

Область гарантированного неотпирания ограничена кривыми А и В и линиями и — наибольшего постоянного тока и напряжения, которые не могут вызывать отпирания любого тиристора данного типа. Импульсы управления при любом сочетании тока и напряжения в пределах области не вызывают отпирания тиристоров.

Область негарантированного отпирания ограничена кривыми А и В, линиями , линией минимального постоянного тока, способного отпереть любой тиристор данного типа, и линией минимального постоянного напряжения, при приложении которого может открыться любой прибор данного типа. Импульсами управления с параметрами в пределах области

только часть тиристоров данного типа может быть переведена из закрытого состояния в открытое. Например, при подаче на управляющий электрод тока при напряжении (рис. 4.35, точка а) будет обеспечиваться включение только части тиристоров, для которых для отпирания требуется . Остальные тиристоры отпираться не будут.

Для обеспечения надежного включения всех тиристоров данного типа на их управляющий электрод следует подавать токи и напряжения со значениями, лежащими в пределах области гарантированного отпирания. Область ограничена кривыми А и В, линиями — максимально допустимого значения прямого тока управляющего электрода, — максимально допустимого мгновенного значения прямого напряжения на управляющем электроде и линией — максимально допустимого мгновенного значения (амплитуды) мощности потерь на управляющем электроде. Значение зависит от длительности и скважности импульсов:

Рис. 4.35. К определению, области гарантированного отпирания тиристора

где Т — период повторяемости импульсов управления.

Допустимая мощность потерь в импульсе больше, чем допустимое среднее значение мощности при постоянном токе управления. Значение растет с уменьшением длительности импульса при .