чения теряемой мощности при работе вентиля в однофазной, трехфазной и шестифазной схемах выпрямления тока и чисто активной нагрузке представлены кривыми на рис. 7.4, б. С уменьшением продолжительности анодного тока А среднее значение теряемой В диоде мощности АРа при том же среднем значении тока /а заметно возрастает.

При аппроксимации вольт-амперных характеристик теряемая мощность в диоде может быть приближенно найдена аналитически. Наиболее простой является кусочно-линейная аппроксимация (см. рис. 7.3, а), при которой прямая ветвь вольт-амперной характери-. стики записывается с помощью двух отрезков: одного, являющегося линейной частью прямой ветви характеристики и ее продолжения до пересечения с осью абсцисс, и другого U0, отсекаемого линейным продолжением характеристики на оси абсцисс. Такой аппроксимации прямой ветви характеристики соответствует равенство

А а = U0 + ГА, - (7.4)

где U0 - начальное напряжение аппроксимации;

га - линеаризованное внутреннее сопротивление диода; оно пропорционально котангенсу угла наклона к оси абсцисс линейного участка характеристики. В связи с разбросом характеристик численные значения U0 и / Изменяются в некотором диапазоне значений.

Так, в первой классификационной группе диодов типа ВКД-200 %с AU = 0,4 - 0,5 е) значение U0 лежит в пределах .0,82-0,91 в, ъ во второй - в пределах 0,91-0,98 в. Внутреннее сопротивление гa в первой классификационной группе лежит в пределах от 20 х j.X 10~5 до 47 Ю-5 ом, а у второй - в пределах от 47 10-s до 80 х' X10 5 ом. При расчетах обычно пользуются средними значениями U0 и га.

Система и интенсивность охлаждения требуемые для того, чтобы диод в пределах выбранной классификационной группы мог обеспечить рассеяние фактически выделяющейся в нем тепловой мощности, при допустимой температуре его нагрева, могут быть остановлены по кривым типовой нагрузочной способности прибора, Подобным приведенным на рис. 7.2, а.

Когда температура окружающей среды выше номинальной (20- ,25е С), нагрузочная способность приборов по току снижается, как это следует из числителя правой части равенства (7.1). Степень необходимого снижения среднего значения тока у диода типа ВКД-200 показывает кривая рис. 7.5, а. \ Практический интерес представляют также допускаемые диодом кратковременные перегрузки по току. Мощность потерь при пере-срузках возрастает не пропорционально квадрату увеличения тока, а в несколько меньшей степени, так как абсолютные значения падения напряжения с ростом тока увеличиваются не пропорционально току, а в меньшей мере (см. рис. 7.3, а).

Температура в переходных режимах, к которым относятся и кратковременные перегрузки, зависит не только от тепловой мощности, выделяющейся в диоде, но и от теплоемкости охлаждающей системы, аккумулирующей тепловую энергию. Благодаря аккумуляции части тепла температура корпуса и кристалла повышается медленнее, чем в стационарных режимах.

Достигаемые при максимально допустимых для кристалла температурах значения перегрузочных токов в функции от длительности перегрузок показывают кривые на рис. 7.5, б, построенные по результатам измерений. Измерения производились в условиях

0,8 -

0,6 - 0,4 - 0,2 - в -

10 ЬО 60 80 100 120Тт°С 0,010,01 0,1 1,0 10 tCBK

Рис.. 7.5. Кривые допустимых относительных токов нагрузки (а) и перегрузочного тока в функции от температуры окружающей среды (б)

форсированной скорости воздуха (v = 15 м/сек) при трех температурах корпуса диода Тк0 в момент, предшествующий перегрузке.

Сравнительно малые значения перегрузочных токов и ограниченная их длительность у полупроводниковых диодов объясняются относительно малой теплоемкостью корпуса диода и его охлаждающей системы.

Повышение температуры полупроводниковых приборов и, в частности, диодов сверх допустимой приводит к перегреву кристалла и связанному с ним изменению параметров приборов в ходе времени. Среди них наиболее существенное значение имеет снижение пробивного напряжения.

При предупреждении недопустимых перегревов кристалла долговечность полупроводниковых диодов весьма высока. Она может быть ограничена лишь теми термомеханическими воздействиями, которые в условиях периодически проходящих токов циклично возникают в спаях кристалла с термокомпенсирующими пластинами и пластин с корпусом. При отсутствии компенсирующих воздействий (пружинящие контакты) это может привести к старению (усталости) мате-

риала спаев и к нарушению контактов в диоде (после нескольких десятков тысяч часов их работы).

Когда один диод по условиям нагрева не обеспечивает требующегося в цепи тока, диоды включают параллельно. Для того чтобы избежать при таком включении значительной неравномерности распределения токов и температур (что может быть обусловлено неидентичностью прямых ветвей вольт-амперных характеристик, а также различными тепловыми сопротивлениями диодов), между параллельно включенными диодами вводят уравнители (делители) тока, способствующие равномерному распределению токов и температур между параллельно включенными приборами.

В качестве уравнителей могут быть применены омические сопротивления (что практикуется в маломощных диодах) или же ин- дуктивные делители тока (что практикуется в мощных диодах)

Рис. 7.6. Индуктивные делители тока при параллельно включенных диодах:

а - при двух диодах; б - при трех диодах

с целью снижения потерь мощности и сохранения тем самым на более высоком уровне к. п. д. устройства.

Схема индуктивного делителя тока при двух параллельно включенных диодах представлена на рис. 7.6, а. Две связанные между собой обмотки уравййтеля, расположенные на общем сердечнике, включены так, что э. д. с. самоиндукции на одной из них препятствует нарастанию тока, а э. д.-с. взаимоиндукции в другой способствует увеличению тока. Этим достигается выравнивание токов в обмотках и диодах.

В уравнителях для трех параллельно включенных диодов (рис. 7.6, б) используется трехстержневая магнитная система с двумя обмотками на каждом стержне. При этом в каждую диодную цепь входят две последовательно соединенные обмотки. При нарастании тока в одной из них возникает э. д. с. самоиндукции, а в другой - э. д. с. взаимоиндукции, что способствует выравниванию тока в обмотках и диодах.

I По аналогичному принципу (перекрестной схеме связи) выполняются уравнители и при большем числе параллельно включенных Диодов.