P1010295 (3)

Elementy energoelektroniczne

Czas załączania t_g, jest to przedział czasu od chwili podania impulsu bramkowego do chwili spadku napięcia świadczącego o przejściu tyrystora w stan przewodzenia.

Czas wyłączania t_q jest to najkrótszy czas liczony od chwili, gdy prąd główny osiągnie zero, do chwili odzyskania przez tyrystor właściwości blokujących.

Czas załączania tyrystora t_g, zależy od parametrów impulsu wyzwalającego, w szczególności amplitudy i stromości narastania dic/dt, oraz od elementów włączonych w obwód główny. Czas wyłączania t_g zależy od: indukcyjności, amplitudy wyłączanego prądu obwodu głównego, maksymalnego napięcia ujemnego na anodzie tyrystora oraz od temperatury. Czas wyłączania tyrystorów stosowanych w prostownikach sieciowych może być stosunkowo duży, nawet około 200 ps. W tyrystorach szybkich, stosowanych do budowy falowników, może osiągać wartości pojedynczych fis. Często podczas analizy układów tyrystorów o komutacji wymuszonej używa się pojęcia: czas dysponowany na wyłączenie t_d. Jest to najkrótszy czas, w ciągu którego na anodzie tyrystora występuje ujemne napięcie. Aby tyrystor odzyskał właściwości blokujące, musi być więc spełniony warunek:

U>tą

Specyficzne dla tyrystorów są parametry stromościowe dij/dt oraz dup/dt. Pierwszy z nich określa dopuszczalną prędkość narastania prądu anodowego w procesie załączania. Przy wyzwalaniu bramkowym tyrystora stan przewodzenia nie występuje od razu na całej powierzchni tyrystora. Początkowo przewodzenie prądu przejmuje część powierzchni tyrystora w pobliżu doprowadzenia bramki i stopniowo następuje rozszerzenie strefy przewodzenia na cały kryształ. Ograniczenie stromości prądu dir/dt ma za zadanie utrzymanie stałej gęstości prądu w procesie załączania w celu uniknięcia przegrzania lokalnego. Drugi z parametrów duu/dt ogranicza prędkość narastania w kierunku blokowania tak, aby zapobiec załączaniu tyrystora w sposób nie kontrolowany.

Obecnie produkowane tyrystory charakteryzują się stosunkowo dużymi parametrami stromościowymi i nie wymagają stosowania specjalnych środków ograniczających.

Parametry impulsu wyzwalającego tyrystor możemy określić / przebiegu charakterystyk prądowo-napięciowych obwodu wyzwalania oraz z przebiegu impulsu bramkowego w czasie (rys.2.10).

b)

Rys.2.10. Charakterystyki obwodu bramkowego: a) charakterystyka prądowo-napięciowa obwodu bramkowego, b) przebieg optymalnego impulsu bramkowego w czasie

Zazwyczaj w katalogach - ze względu na znaczny rozrzut technologiczny charakterystyk tyrystorów tego samego typu - przedstawia się je w układzie współrzędnych I_c = f(Uc) jako obszar ograniczony dwiema liniami, w którym powinna przebiegać charakterystyka bramki tyrystora. Zwykle obszar ten dzieli się na następujące fragmenty:

I    - obszar niemożliwych załączeń,

II    - obszar prawdopodobnych załączeń,

III    - obszar pewnych załączeń.

Poza ograniczeniem minimalnej wartości napięcia i prądu bramki niezbędne jest również ograniczenie maksymalnych wartości prądu Igm i napięcia U_Gm oraz dopuszczalnej straty mocy w bramce Pgy, W katalogach oprócz wykresów charakterystyk z zaznaczonymi obszarami zamieszcza się wartości Ict i U<jt» które gwarantują załączenie tyrystora. Oprócz zapewnienia odpowiednich amplitud prądo-wo-napięciowych impuls bramkowy powinien odznaczać się: