тиристора,- примерно на половину тоньше при той же самой блокирующей способности. Поскольку база более тонкая, естественно, уменьшаются потери в открытом состоянии и при коммутации и происходит более быстрое выключение прибора. Отсутствие обратной блокирующей способности является несущественным моментом для многих областей применения, например в преобразователях, где используется встречно-параллельное соединение диода с тиристором.

Диодный тиристор не имеет управляющего электрода и переключается в проводящее состояние, когда приложенное прямое напряжение достигает определенного значения. Такие приборы используются для защиты тиристоров и других компонентов цепей от перен;апряжения.

Наконец, симистор представляет собой соединение двух встречно-параллельных тиристоров с общим управляющим электродов. Включение такого прибора может происходить путем подачи сигнала управления на управляющий электрод, когда приложено либо положительное, либо отрицательное напряжение. Прибор используется для управления мощностью переменного тока, например, при регулировании яркости света. Симисто-ры охватывают средний уровень мощности, что обусловлено взаимным влиянием друг на друга составляющих тиристоров. Следует отметить, что при больших уровнях мощности устройства из двух дискретных тиристоров оказываются более эффективными, чем симисторы.

Приведенное описание специальных тиристоров не является исчерпывающим, хотя и включает в себя основные типы тиристоров Специальные типы тиристоров более подробно обсуждаются в гл. 4.

1.5. Выбор тиристора

В этом параграфе изучаются основные критерии, принимаемые в расчет конструкторами оборудования для выбора типа тиристора.

Многие основные характеристики тиристоров связаны друг с другом, например, быстро выключаемый тиристор имеет значительно большее падение напряжения в открытом состоянии, чем низкочастотный тиристор. Конструкторы приборов поэтому должны стремиться оптимизировать характеристики приборов таким образом, чтобы тиристоры имели более широкий рынок сбыта.

1.5.1. Параметры по напряжению

Параметрами по напряжению являются неповторяющееся импульсное и повторяющееся импульсное прямое и обратное напряжения. Хотя тиристор и может использоваться в качестве 20

выпрямителя при этих напряжениях, на практике при разработке схем вводят коэффициент безопасности.

Это связано с тем, что тиристоры подвержены разрушению даже при кратковременном превышении неповторяющегося напряжения.

Источником перенапряжений являются либо основной источник питания, либо источник питания мощного оборудования. Перенапряжения могут возникать также в результате переходных процессов переключения других тиристоров в силовой цепи.

Обычно используется ряд технических решений для подавления перенапряжений, однако их полное устранение не всегда экономически оправдано и зачастую используется тот вариант, который выбирается как некоторый оптимум между стоимостью сложной защиты от перенапряжения и стоимостью тиристоров. Обычно применяются тиристоры,с максимальным неповторяющимся импульсным напряжением, которое в 2-2,5 раза превышает рабочее напряжение.

Следующей характеристикой тиристоров является скорость нарастания напряжения dv/dt. Превышение критической скорости нарастания dv/dt приводит к разрушению прибора. Это явление можно предотвратить, если использовать защитную цепь между анодом и катодом, состоящую из последовательно соединенных емкости и сопротивления. Однако при выборе требуемого значения dv/di снова следует учитывать стоимость как защитной цепи, так и тиристора.

1.5.2. Параметры по току

При выборе тиристора по его характеристике определяются размеры прибора исходя из значения действующего тока или тока перегрузки в открытом состоянии (иногда учитываются оба эти параметра). Характеристики тиристора по току приводятся в специальных справочниках. Для того чтобы оценить размер тиристора, разработчики схем должны исходя из данной нагрузки по току рассчитать мощность, рассеиваемую прибором, выбрать эффективную систему охлаждения и тепловое сопротивление тиристора.

Приведение рассеиваемой мощности на тепловое сопротивление тиристора позволяет определить повышение температуры прибора.

Например, если максимальная температура охладителя равна 80° С, максимально допустимая температура перехода 125° С и предполагаемая рассеиваемая мощность 450 Вт, то тепловое сопротивление от перехода к охладителю должно быть менее 0,1° С/Вт.

Рассеиваемая мощность определяется несколькими факторами: анодным током и напряжением в открытом состоянии, током

утечки при прямом и обратном блокирующем напряжении, током и напряжением управления и энергией переключения. Рассеиваемая энергия в открытом состоянии обычно приводится в виде графиков в каталогах на тиристоры и представляет собой интеграл произведения тока на прямое падение напряжения.

Для высокочастотных приборов фирмы, производящие тиристоры, также приводят кривые, позволяющие разработчикам преобразователей определять токовые характеристики, допустимые в условиях высоких скоростей переключения.

Сюда входит прежде всего энергия переключения, которая становится преобладающим фактором при увеличении частоты переключения.

Одной из важных характеристик прибора является его тепловое сопротивление, поскольку оно определяет допустимую рас-сеиваемую мощность. Это сопротивление зависит от размеров тиристора и его конструкции: тиристоры больших размеров обладают малым тепловым сопротивлением. В любом тиристоре можно рассеивать большую мощность, если имеется эффективная система охлаждения. Однако при этом необходимо искать оптимум между стоимостью тиристора и стоимостью системы охлаждения. Чаото для того, чтобы уменьшить систему охлаждения, используются большие по размеру тиристоры.

1.5.2.1. Ударный ток. Во многих случаях применения тиристор должен выдерживать перегрузку по току, что обусловлено, например, коротким замыкание:.! в цепи. Короткое замыкание может длиться до тех пор, пока не расплавится предохранитель и не разомкнётся цепь, или, наконец, не прекратится подача импульса тока (10 мс при частоте 50 Гц). По этой причине специ- фикация тиристора включает классификацию по ударному току As.u- Ударный ток является неповторяющейся характеристикой, но тем не менее тиристор должен выдерживать такую перегрузку несколько раз за время своей работы.

1.5.2.2. di/dt. Это максимально допустимая скорость нарастания тока при включении прибора. Она ограничивается скоростью распространения проводящей области в тиристоре. Тиристоры для инверторов конструируются таким образом, чтобы иметь высокую стоимость нарастания тока di/dl. Значение di/di сильно зависит от импульса управления: мощный импульс управления позволяет получить высокую скорость di/dt. В основном быстродействующие тиристоры имеют высокие скорости di/dt, вполне достаточные для большинства областей применения. Однако если эта величина недостаточна, тогда в цепь нагрузки необходимо вводить дополнительное реактивное сопротивление, ограничивающее скорость нарастания тока нагрузки.