определяет динамическое сопротивление прямой ветви характеристики Кл = = ctg ß.

Прямое падение напряжения на вентиле при амплитудном значении предельного тока равно

Дй = «о + я/прЯд.

Согласно техническим условиям на диоды и тиристоры прямое падение напряжения для каждого типа вентиля ограничено определенными значениями. Например, для диода типа В2-200 падение напряжения не более 1,85 В.

Для параллельного соединения используются приборы только с небольшим разбросом по прямому падению напряжения.

Обратная ветвь характеристики (третий квадрант) представляет собой зависимость обратного тока, протекающего через вентиль, от приложенного к нему обратного напряжения. На обратной ветви различают два характерных участка, На первом участке Оа при значительном увеличении обратного напряжения обратный ток возрастает незначительно. На втором участке, после точки а, при

незначительном возрастании обратного напряжения обратный ток резко увеличивается. Напряжение «1 в точке перегиба обратной характеристики называется пробивным напряжением.

Для нормальной работы вентиля пробивное напряжение должно быть приблизительно вдвое больше допустимого повторяющегося напряжения.

Повторяющееся напряжение U„ — наибольшее мгновенное напряжение, прикладываемое к диоду в обратном направлении, а к тиристору — в обратном и прямом закрытом направлениях, с учетом всех повторяющихся переходных напряжений, возникающих, например, при восстановлении запирающих свойств вентилей. Рекомендуемое рабочее напряжение меньше повторяющегося приблизительно в 1,5 раза.

Класс вентиля обозначается цифрой, являющейся частным от деления на 100 повторяющегося напряжения. Для последовательного соединения используются приборы одного класса. Амплитудные значения обратных токов при приложении к вентилям повторяющегося напряжения регламентируются стандартами на диоды и тиристоры.

Лавинные диоды и тиристоры отличаются от нелавинных резким перегибом обратной ветви вольт-амперной характеристики при некотором напряжении, называемом напряжением лавины ил. У нелавинных приборов при приложении повышенного обратного напряжения вследствие неоднородности кристаллической структуры пробой возникает в одной или нескольких точках. Из-за значительного выделения теплоты в этих точка пробой носит необратимый характер и приводит к выходу вентиля из строя.

Для изготовления лавинных вентилей используется однородный исходный кремний и применяется технологический метод «защитного кольца» или специальная геометрия фаски вентильного элемента [18]. При приложении к вентилю обратного напряжения, превышающего напряжение лавины, пробой наступает не в одной точке, а по всей поверхности структуры. Вследствие этого структура способна рассеивать при работе в обратном направлении значительную энергию, пропускать большой обратный ток и ограничивать воспринимаемое вентилем напряжение.

На рис. 2-5 изображена вольт-амперная характеристика кремниевого тиристора.

iyS Іу2 Іуї

Рис. 2-5. Вольт-амперная характеристика кремниевого тиристора

Если цепь управляющего электрода тиристора разомкнута, а прямое напряжение между анодом и катодом не превышает некоторого значения, называемого напряжением переключения иПер, в силовой цепи проходит весьма незначительный ток, называемый током утечки тиристора. Тиристор заперт.

Перевод тиристора из запертого состояния в открытое может быть осуществлен двумя способами:

а)приложением к цепи анод — катод прямого напряжения, превышающего напряжение переключения иПер; такое переключение является аварийным;

б)подачей на управляющий электрод положительного импульса управляющего напряжения «у при наличии на тиристоре прямого напряжения.

В открытом состоянии тиристор имеет весьма малое сопротивление. Параметры прямой ветви вольт-ампериой характеристики открытого тиристора соизмеримы с аналогичными параметрами диода. Падение напряжения на открытом тиристоре при прохождении прямого тока мало, и значение тока практически определяется только параметрами внешней цепи.

Процесс отпирания тиристора происходит очень быстро. Время включения 1В зависит от характера нагрузки и параметров управляющих импульсов. При увеличении тока управления время включения снижается.

Таблица 2-1

Время включения необходимо для расчета параллельного соединения тиристоров и выбора параметров импульсов управления.

Запирание тиристоров происходит при изменении полярности напряжения между анодом и катодом. При работе в цепи переменного напряжения тиристор запирается во время отрицательной полуволны напряжения. При работе в цепи постоянного напряжения тиристор можно запереть только с помощью специальных устройств, кратковременно создающих на аноде отрицательное напряжение.

Время выключения тиристора, или время восстановления запирающих свойств в прямом направлении /3, определяют как время от момента снижения прямого тока до нуля до момента, когда вентиль способен выдержать прикладываемое к нему прямое напряжение определенной амплитуды и скорости нарастания.

Согласно стандартам в зависимости от времени выключения при максимально допустимой температуре структуры тиристоры делятся на группы, указанные в табл. 2-1.

Время выключения играет важную роль при проектировании инверторных

преобразователей.

Нагрев вентилей. Технологические и аварийные перегрузки. Надежная и

стабильная работа вентилей в течение заданного срока службы во многом определяется температурой нагрева монокристаллической структуры.

Нормирование температуры нагрева производится для трех основных режимов работы вентильного преобразователя (сварочного выпрямителя).

Допустимая рабочая температура вр связана с номинальным длительным режимом работы сварочного выпрямителя.

Температура Втехи связана с кратковременными технологическими перегрузками сварочных выпрямителей (зажигание дуги и др.). Вентили при этой температуре должны работать не более 5—10% своего ресурса.