перехідне тепловий опір, відповідне інтервалу часу ti (визначається за графіком теплового опору, наведеному в довідкових матеріалах для розглянутого ПП); ik - перехідне тепловий опір, відповідне інтервалу часу ti - tk, яке також визначається за вказаною графіком (k=1, 2, ... 4).
При сталому тепловому стані взаємозв'язок між еквівалентної температурою структури Т J виділяється в ній потужністю і тепловими характеристиками конструкція приладу виражається залежністю
J -T C =? P? R B,
де TC - температура корпусу, виміряна у зазначеній виготовлювачем точці;
? P?-сумарні втрати потужності; B - внутрішнє усталене тепловий опір.
Внутрішнє усталене тепловий опір характеризує властивість конструктивних елементів приладу чинити опір відведенню теплоти, що виділилася в РN -структурі. У відповідності з виразом TJ -TC =? P? RB, воно визначається як відношення перевищення температури напівпровідникової структури над температурою корпусу до розсіюваною в ній потужності, тобто .:
На практиці для поліпшення тепловідводу прилади монтуються на спеціальних охолоджувачах (радіаторах), які, у свою чергу, піддаються інтенсивному охолодженню. У цьому випадку тепловий стан системи в цілому характеризується загальним сталим тепловим опором
де
Rc-o - тепловий опір контакту між приладом і охолоджувачем; Rо-а - тепловий опір між охолоджувачем і навколишнім середовищем.
При короткочасних або повторно-короткочасних режимах навантаження приладів струмом тепловий опір є функцією тривалості впливу імпульсу потужності електричних втрат. У цьому випадку тепловий стан системи прилад - охолоджувач характеризується перехідним тепловим опором ZT , яке визначається відношенням миттєвих значень перевищення температури структури над температурою навколишнього середовища T a до виділеної в імпульсі потужності:
Внутрішнє перехідне тепловий опір відповідно визначається виразом
Експериментально отримані залежності перехідних теплових опорів ZT від тривалості впливу імпульсу потужності при певних способах охолодження наводяться в довідкових матеріалах для кожного типу приладів у вигляді кривих, як це показано на малюнку 3.7.
Малюнок 3.7 Перехідний тепловий опір тиристора Т143-300 при різних швидкостях обдування повітрям 1-? =0; 2-? =6 м/с; 3-? =12 м/с
3.4.1 Сталий режим
При сталому тепловому стані взаємозв'язок між еквівалентної температурою структури Т J виділяється в ній потужністю і тепловими характеристиками конструкція приладу виражається залежністю
J=T А +? P? R Т
При нескладної формі довго викликаного струму розрахунок електричних втрат проводиться в середніх значеннях, т.е.
? Р? =
де Т - інтервал часу, за який визначаються втрати, ua - падіння напруги на приладі, що визначається за його вольтамперної характеристиці.
Умовно сумарні втрати потужності можна розділити на основні? Ро і додаткові? РД:
? Р? =? Ро +? РД
Основні втрати потужності обумовлені падінням напруги на приладі при протіканні робочого струму і при нормальних експлуатаційних режимах роботи складають 95 - 98% всіх втрат.
Додаткові втрати потужності включають в себе:
? РД =? РD +? РR +? Рg +? РQ +? РG,
де? РD - втрати, пов'язані із струмом витоку при додатку прямої напруги,? РR - втрати від зворотного струму витоку,? Рg і? РQ - комутаційні втрати, що залежать від робочої частоти, характеру навантаження, форми і амплітуди комутованого струму, напруги живлення і температури нагріву структури,? РG - втрати в ланцюзі управління.
3.4.2 Перехідний процес
Аналітичний розрахунок сумарних втрат потужності стає практично неприйнятним з огляду на надзвичайну складності рішення рівнянь, що описують перехідні процеси в тиристорі при комутації. У цьому випадку електричні втрати визначають експериментально, використовуючи графік зміни потужності втрат (рис.3.8).
Рис. 3.8 Графік зміни потужності втрат
За допомогою методу суперпозиції проводиться розрахунок температури напівпровідникової структури. З вихідного графіка p=f (t) одержуємо ступінчасті графік потужності (рис.3.11), який дозволяє розглядати процес нагріву приладу як сумарний результат впливу окремих прямокутних імпульсів потужнос...
