Силовые полупроводниковые приборы

Для схем силовой электроники применяются полупроводниковые приборы с максимально допустимым прямым током более 10 А и максимальным импульсным прямым током более 100 А. По принципу действия различают силовые диоды, тиристоры и транзисторы, которые, в свою очередь, могут отличаться по конструктивному исполнению и по электрическим параметрам.

Силовые полупроводниковые приборы не могут эксплуатироваться при предельно допустимых параметрах напряжений и токов. Коэффициент запаса по напряжению и току определяется изготовителем из условий обеспечения заданной надёжности.

В зависимости от условий воздействия напряжения на полупроводниковый прибор различают три вида максимально допустимых значений напряжения: рабочее, повторяющееся и неповторяющееся (рис. 1.1).

Рис. 1.1. Виды напряжений, воздействующих на силовой полупроводниковый прибор

Рабочее напряжение U_р – амплитудное значение напряжения синусоидальной формы, длительно прикладываемое к полупроводниковому прибору в обратном (или прямом и обратном для тиристоров) направлении при номинальной нагрузке по току, при котором обеспечивается заданная надёжность работы.

Повторяющееся напряжение U_п – наибольшее мгновенное значение напряжения, прикладываемое к полупроводниковому прибору каждый период в закрытом состоянии в обратном (или прямом и обратном для тиристоров) направлении с учётом всех повторяющихся перенапряжений, которые могут возникнуть в схеме преобразователя из-за процессов коммутации.

Неповторяющееся напряжение U_нп – наибольшее мгновенное значение любого неповторяющегося (вызванное переходным процессом в преобразователе) напряжения, прикладываемое к полупроводниковому прибору в закрытом состоянии в обратном (или прямом и обратном для тиристоров) направлении. Неповторяющееся напряжение обусловлено внешней причиной, например грозовыми или коммутационными перенапряжениями в питающей сети.

В зависимости от величины повторяющегося напряжения силовые полупроводниковые приборы разделяют на классы. Класс прибора соответствует числу сотен вольт допустимого повторяющегося напряжения и определяется при изготовлении на контрольных испытаниях.