Силовых полупроводниковых приборов

Режимы нагрузки и тепловые режимы

Силового полупроводникового прибора

Электрическая аналогия системы охлаждения

Силового полупроводникового прибора

Электрическая аналогия системы охлаждения

Тепловое сопротивление R_охл во много раз меньше теплового сопротивления R_ест, поэтому для практических расчетов схема рисунка 4.4 может быть заменена схемой на рис. 4.5. При этом необходимо помнить, что в случае исключения из схемы теплового сопротивления R_охл (то есть демонтажа охладителя) результирующее тепловое сопротивление системы охлаждения СПП резко увеличится, а, следовательно, схема рисунка 4.5 может применяться только как расчетная.

R_в R_охл

Рис. 4.5

Схеме рисунка 4.5 соответствует выражение для расчета теплового сопротивления системы «вентиль – охладитель»

R_спп = R_в + R_охл (4-4)

Нагрузочная способность силовых полупроводниковых приборов и преобразователей на их основе в сильной степени определяется их тепловым режимом, то есть температурным полем в приборе и его изменениями во времени. При конструировании СПП и преобразователей стремление к повышению токосъема с одной стороны и стремление к созданию компактных конструкций с другой стороны приводят к росту тепловыделений.

Поэтому проблема отвода тепла от СПП с целью обеспечения нормального теплового режима стала из второстепенной и вспомогательной одной из главных при проектировании. Предельная нагрузочная способность определяется тепловым режимом.

Большинство отказов СПП связано с тепловым режи-

мом:

– усталостное разрушение припоя при высоких температурах;

– растрескивание кремниевой пластины;

– проплавление структуры (p-n-p или n-p-n).

Тепловые расчеты СПП предполагают решение трех задач:

1. Расчет температурного поля в приборе;

2. Определение критерия работоспособности прибора;

3. Определение при заданном тепловом режиме

предельной нагрузки СПП.

Так как СПП имеет теплоотвод, то возможна обратная постановка третьей задачи – по заданному значению предельной нагрузки определить необходимые параметры системы охлаждения.

Дата добавления: 2014-12-26