Рис. 2-2. Тиристор таблеточной конструкции

напряжений впаивается между двумя термокомпеисируюшимн вольфрамовыми дисками толщиной 1,0—1,5 мм. Вентильные элементы тиристоров имеют также управляющий вывод, припаянный к термокомпенсирующему диску.

Для зашиты от механических воздействий, влияния окружающей среды, для обеспечения теплоотвода вентильный элемент помещается в герметичный корпус. Корпус состоит из медного основания /, выполненного в виде шестигранника со шпилькой, и металлостеклян-ной крышки 5. Вентильный элемент припаян к основанию мягким припоем.

Внутренние выводы, силовой 4 и управляющий, припаиваются к вентильному элементу и стержням крышки 6. Вентили снабжены наружными выводами — гибким силовым 7 и управляющим 8. Герметизация корпуса обеспечивается соединением метал-лостеклянноп крышки с основанием методом опрессовки; в качестве герметизирующей прокладки применяется фторопластовое уплотиитслыюс кольцо 3. На поверхность крышки корпуса наносится антикоррозионное полимерное покрытие. На боковой поверхности крышки указывается тип вентиля.

Штыревые приборы, у которых основание корпуса является анодом, называют приборами с прямой полярностью в отличие от приборов обратной полярности с катодом па основании корпуса.

В последние годы при производстве высоковольтных штыревых вентилей взамен металлостекляпных корпусов применяются металлокерамические, обладающие лучшими изоляционными свойствами. Ряд зарубежных фирм (Дженерал электрик, Хитачи) выпускает вентили в метал-локерамических корпусах с ребристым керамическим изолятором, что еще больше повышает изоляционые свойства и снижает габариты вентилей.

В настоящее время широкое распространение получают приборы таблеточной конструкции. На рис. 2-2 представлен таблеточный тиристор Т2-320 (без охладителя). Тиристор выполнен в металлокера-мическом корпусе с ребристым керамическим радиатором, через который проходит управляющий электрод.

За счет компактности конструкции и двустороннего теплоотвода таблеточные вентили имеют небольшую массу и габариты. Симметричность конструкции легко позволяет менять полярность прибора. Вентили имеют высокую стойкость к вибрационным и ударным нагрузкам. Кроме того, одним из основных преимуществ приборов таблеточной конструкции является их повышенная цнклостойкость. В реальных условиях эксплуатации вентили работают в повторно-кратковременных режимах с циклическими изменениями температуры. При этом в вентилях с паяными контактами наблюдается разрушение припоя или кремниевых структур: в случае применения мягких припоев изменение температуры вызывает рекристаллизацию припоев и разрушение контактов, при использовании твердых припоев вследствие больших изгибающих напряжений выходит нз строя кремниевая структура.

Повышенная цнклостойкость таблеточных приборов обеспечивается за счет сочетания пайки и прижимного контакта вентильного элемента.

Согласно ГОСТ 20859.1—79 приборы единой унфицировашюй серии в зависимости от значения базового конструктивного размера делятся па модификации,

Рис. 2-3. Приборы таблеточной и штыревой конструкции с радиаторами

которым присваиваются цифровые обозначения. За базовый конструктивный размер у штыревых тиристоров принят размер шестигранника основания корпуса, а у таблеточных — диаметр корпуса.

На рис. 2-3 показан внешний вид приборов на ток 200 А таблеточной и штыревой конструкции с радиаторами.

До последнего времени силовые кремниевые вентили поставляются на заводы — изготовители сварочных выпрямителей — только россыпью и там комплектуются и собираются в выпрямительные блоки. В настоящее время встал вопрос об изготовлении собранных кремниевых выпрямительных блоков.

Более того, как в отечественной, так и в зарубежной практике решается вопрос об унификации и типизации вентильных блоков как одного из узлов преобразовательного агрегата [19]. Ряд зарубежных фирм (АЕГ, Вестингауз, Броун Бовсрн) в таких блоках предусматривает также элементы схемы управления и защиты. Например, в тиристорпых блоках фирмы Броун Бовери наряду с силовыми тиристорами установлены предохранители, ЯС-цепп, трансформаторы управления (выходные), ограничительные резисторы и защитные диоды в цепи управляющего электрода. Блоки имеют силовые клеммы и клеммники для цепей управления.

В дальнейшем намечается отказ от блоков, состоящих из большого числа дискретных силовых элементов (вентилей), и переход па монолитные блочные конструкции — твердые силовые вентильные схемы. Эти конструкции будут высоконадежны и иметь малые габариты за счет плотной компоновки и улучшенных условий теплоотвода. Такие системы будут аналогами гибридных интегральных схем в радиоэлектронике. Исследования по разработке и изготовлению силовых вентильных схем уже ведутся за рубежом и в СССР [19].

2-3. ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ И ХАРАКТЕРИСТИКИ ВЕНТИЛЕЙ

Вольт-амперные характеристики. Основные свойства полупроводникового вентиля наглядно отражает его вольт-амперная характеристика. Различают статическую и динамическую вольт-амперные характеристики. Статическая характеристика снимается на постоянном токе, динамическая — на переменном токе в мгновенных значениях напряжения и тока. Параметры динамической вольт-амперной характеристики регламентируются стандартами на диоды и тиристоры. На рис. 2-4 изображена динамическая вольт-амперная характеристика кремниевого диода В2-200 па предельный ток /пр = 200 А.

Предельный ток диода или тиристора /Пр — максимально допустимый средний за период ток частотой 50 Гц, синусоидальной формы, длительно протекающий через диод или тиристор при их работе в однофазной одпополупериод-ной схеме па активную нагрузку и угле проводимости 180 эл. градусов, при максимально допустимой температуре р-п-перехода и определенных тепловых условиях. Это основной параметр прибора, определяющий его тип.

Прямая ветвь вольт-амперной характеристики, расположенная в первом квадранте, представляет собой зависимость прямого падения напряжения на вентиле от протекающего прямого тока.

Величина «о на прямой ветви определяет пороговое напряжение вентиля. Котангенс угла наклона р секущей, проходящей через точки 0,5я/Пр и 1,5я/пР,

Рис. 2-4. Динамическая вольт-ампер-ная характеристика кремниевого диода В2-200