связано с введением угла управления а (рис. 7.15, а), влияющего на продолжительность и форму кривой анодного тока. Уменьшение продолжительности анодного тока приводит, как уже говорилось в§7.2й, к повышению среднего значения падения напряжения Д£/а при том же среднем токе /а. Степень возрастания теряемой в тиристоре мощности в функции от среднего значения тока /а при разных

йРа, Вт -1-1-1-1-1

углах управления а иллюстрируют кривые, приведенные для тиристоров типа ВКДУ-150 (с AUa - 0,55 е) на рис. 7.15, б.

С увеличением угла а допустимый максимум теряемой мощности (как видно по верхним границам кривых) приходится снижать, так как с уменьшением продолжительности анодного тока увеличивается отношение максимальной мощности к средней. Соответственно возрастает и максимальная температура кристалла по отношению к средней. Это иллюстрирует температурная диаграмма на рис. 7.15, г, построенная применительно к прямоугольным импульсам анодного тока (рис. 7.15, в).

Так как у кристалла ограничивается максимальная (а не сред-

7Л

няя) температура, то повышение Jmax приводит к необходимости

снижать среднее значение анодного тока и мощности с ростом угла а. Степень снижения верхней границы на кривых рис. 7.15, б

в функции угла а может быть установлена по изменению коэффициента формы кривой /

К, = . (7.10)

а

По мере увеличения продолжительности анодного тока Я = я - а коэффициент Kf уменьшается.

При оценке нагрева тиристора по эффективному значению тока J а эфф> входящему в числитель формулы (7.10), предполагается, что эквивалентное внутреннее сопротивление тиристора га остается величиной неизменной. Численные значения- коэффициента формы при прямоугольной и полусинусоидальной кривых тока в однофазной схеме выпрямления представлены в функции от угла А кривыми на рис. 7.16, а. Верхняя кривая относится к полусинусоиде, а нижняя - к прямоугольной кривой анодного тока.

О ZO U0 60 80 W0 /20 № /60 180 Л.ллград

/sow if о /го юо во бо ио го о и

О 60 120 180 2М ЗООА.элграО

Рис. 7.16. Кривые коэффициента формы (о) и допустимые значения нагрузочных токов в функции от угла управления (б)

Н ижня я кр ивая может быть использована и дл я р асчета мощности, теряемой в тиристоре, работающем в многофазных схемах преобразования тока, поскольку форма кривой тока в таких схемах мало отличается от прямоугольной.

С помощью коэффициента К/ на рис. 7.16, б построена кривая, по которой может быть непосредственно найден допустимый ток нагрузки при длительной работе тиристора в функции от угла а или А - я - а.

Допускаемый тиристором нагрузочный ток приходится также снижать, когда температура окружающей среды выше номинальной. Степень этого снижения может быть установлена по кривой рис. 7.5, g, приведенной для диодов.

При токах, превышающих допустимые, тиристоры (как и диоды) включаются параллельно. Для получения достаточно равномерного распределения токов между параллельно включаемыми тиристорами требуется иметь не только минимальное расхождение в величине прямого падения напряжения (не более 0,002 в), но и малое расхождение в их тепловых сопротивлениях (не более 0,06-

0,08° Clem). Неодинаковое тепловое сопротивление при отрицательном температурном коэффициенте может привести к тому, что начальная неравномерность в распределении токов при повышении температуры тиристоров возрастет, что приводит к недопустимому перегреву тиристоров.

Так как подбор характеристик тиристоров со столь малым расхождением в прямых ветвях и со столь малой разницей в тепловых сопротивлениях крайне затруднителен, то параллельно включаемые тиристоры нуждаются в таких же уравнителях тока, как и диоды (см. § 7.2).

1000

э.у.~±щ1\ \\

0J 1 10 100

tdonmin.wc

Рис. 7.17. Диаграмма движения зарядов от электрода управления к полной поверхности эмиттерного перехода при включении тиристора (а), кривые допустимой скорости нарастания анодного тока (б)

Кроме указанных критериев при выборе нагрузочного тока у тиристора существует также ограничение по допускаемой скорости нарастания анодного тока . Такое ограничение связано

с тем, что в начальный период нарастания анодного тока инжекция носителей (электронов) из слоя п2 в базу р2 концентрируется главным образом возле электрода управления ЭУ, где сосредоточены дырки, вносимые током управления (рис. 7.17, а). С течением времени канал проводимости для анодного тока расширяется до полной площади переходов. Такое расширение, характеризуемое нанесенными на рисунке окружностями, происходит с конечной скоростью, примерно равной 0,1 до 0,2 мм/мксек. Поэтому, если анодный ток нарастает быстрее расширяющегося канала проводимости, то плотность тока в процессе нарастания анодного тока превышает нормально допустимую. Это приводит к локальному перегреву суженных каналов прохождения тока. Выделяющаяся при этом избыточ-