Среднее профессиональное образование а. В. Грищенко, В. В. Стрекопытов электрические машины и преобразователи подвижного состава

10.5. Расчет и выбор силовых полупроводниковых приборов. 
Определение допустимого среднего тока. При некотором среднем прямом токе I
FAV
в 
полупроводниковом приборе возникают потери мощности P
F
. Этой мощности соответствует 
температура нагрева полупроводниковой структуры θ
J
, которая не должна превышать 
максимально допустимого значения θ
Jmах
. Температура θ
J 
при данной мощности потерь P
F
определяется интенсивностью отвода теплоты, определяемой тепловым сопротивлением R
T
. 
В состоянии теплового равновесия при протекании тока I
FAV 
мощность выделяющихся 
тепловых потерь P
F
равна мощности, отводимой от полупроводниковой структуры. Из этого 
условия определяется среднее максимально допустимое значение прямого тока, 
протекающего по полупроводниковому прибору: 

---

113 / 203 
(10.25) 
где U
TO
– пороговое напряжение полупроводникового прибора, В; r
T
– дифференциальное 
сопротивление, Ом; k
Ф
– коэффициент формы тока. 
Определение максимально допустимой амплитуды тока. Пользуясь выражением (10.25), 
можно определить максимально допустимый средний ток полупроводниковых приборов. 
Однако в современных преобразователях и аппаратах в большинстве случаев токовая 
нагрузка силового полупроводникового прибора имеет импульсный характер. При 
импульсной нагрузке приборы работают с большими амплитудами токов и меньшими 
углами проводимости. Расчет по среднему значению тока дает значительное превышение 
максимальной температуры полупроводниковой структуры по отношению к среднему 
значению. Поэтому при импульсных нагрузках для заданной частоты следования 
управляющих импульсов определяют максимально допустимую амплитуду тока. Для такого 
расчета используется суммарная мощность P
dev
потерь в приборах, по которой определяется 
температура структуры θ
J
в конце импульса управления. Максимально допустимая 
амплитуда тока для диодов и тиристоров при импульсной нагрузке определяется по 
формуле: 
(10.26) 
где P
dmax
– максимально допустимая мощность суммарных потерь полупроводникового 
прибора в импульсе, Вт.