|
| |
  |
Теория строительства Книги и журналы Обычно в зависимости от мощности диодов и степени неравенства их характеристик /?доб = 0,1-1,5 ом. На добавочном сопротивлении рассеивается заметно большая мощность, ухудшается к. п. д. вентиля и усложняется его конструкция. Поэтому в мощных вентилях при параллельном соединении диодов используются в ы -равнивающие реакторы. Последовательное соединение вентилей применяется в тех случаях, когда выбранные или имеющиеся диоды не обладают достаточной электрической прочностью, чтобы их можно было включить в схему выпрямления с заданным обратным напряжением. При таком соединении вентили должны обладать одинаковыми характеристиками обратного тока. Суммарное допустимое обратное напряжение последовательно соединенных диодов будет обр. доп [/обр (1-17) где [/обр и [/обр -допустимое обратное напряжение для каждого диода в отдельности. Разумеется, что всегда следует стремиться к включению диодов с одинаковыми допустимыми обратными напряжениями, В этом случае при включении N диодов последовательно получится вентиль с допустимым обратным напряжением NU, При разных характеристиках обратного тока распределение напряжения между диодами оказывается неравномерным и для некоторых из них будет перенапряжение, приводящее к электрическому пробою. Чтобы выравнить падение напряжения на отдельных диодах, применяются делители напряжения, в частности, состоящие из активных шунтирующих сопротивлений как это показано на рис. 1-12, б. Эффект выравнивания падений напряжений на последовательно соединенных диодах достигается лишь в том случае, если обр? (1-18) где /?обр - сопротивление диода обратному току приданной рабочей температуре. Очевидно, при расчете сопротивлений делителя напряжения приходится считаться с наиболее высокой рабочей температурой. В этом случае сопротивление Rm оказывается небольшим и вызывает значительные потери энергии, вынуждает усложнять конструкцию выпрямителя. Например, для диода типа Д302 при допустимом обратном напряжении 120 в сопротивление Rm должно быть не больше 120 ком при температуре + 20° С и не больше 12 ком при + 70° С 1ля уменьшения потерь в делителе напряжения применяются различные схемы делителей, отличных от схемы рис. 1-12, б, например схема рис. 1-12, е. ж* Сравнительные характеристики неуправляемых полупроводниковых вентилей Сравнительные характеристики вентилей облегчают выбор наиболее рационального типа вентиля и дают возможность ориентировочно определить область применения вентилей в зависимости от назначения выпрямителя. При этом приходится отвлекаться от некоторых характерных подробностей вентиля и схем выпрямления, ограничиваясь лишь учетом наиболее важных показателей. Как правило, при оценке особенностей вентилей приходится также учитывать комплекс элементов выпрямительного устройства,,например трансформатор и сглаживающий фильтр; при определении к. п. д. вентилей с заданной мощностью нагрузки необходимо учесть не только величину прямого падения напряжения, но и число последовательно соединенных вентилей и т. д. Таблица 11 Характерные данные вентилей Типы вентилей Пробивное напряжение п - р-перехо- да, б................. Допустимая амплитуда обратного напряжения, в............. Максимально допустимая температура п - р-перехода, ° Q......... Нормальное падение прямого напряжения, а............... Номинальная плотность прямого тока, а/см".............. К. п. д. вентиля, %......... Типовой к. п. д. силового трансформатора выпрямителя, %...... Наибольшая номинальная мощность Одного диода, ква.......... Удельный объем вентиля с охладителями, слф/ва............. Рекомендуемые области применения: при выпрямлении напряжения до при мощности выпрямленного тока до ............
Основные сравнительные данные полупроводниковых вентилей приведены в табл. 1-1. Рассматривая эти характеристики, можно сделать следующие выводы; для массовой радиоаппаратуры наиболее целесообразно применять кремниевые вентили относительно малой мощности; для мощных выпрямителей с высоким выходным напряжением целесообразно применять новые типы кремниевых вентилей с целью обеспечения их большей надежности; вентили из поликристаллических полупроводников могут быть использованы во вспомогательных узлах аппаратуры, где выпрямляются весьма малые токи, где требуется большая стабильность параметров вентилей или высокая рабочая температура титановых вентилей и т. п. Весьма вероятно, что выводы могут меняться в зависимости от требований, которые предъявляются к выпрямителям миниатюрной радиоаппаратуры и специфическим особенностям эксплуатации с точки зрения температуры окружаюией среды. § 1-5. УПРАВЛЯЕМЫЕ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ВЕНТИЛИ В отличие от описанных выше неуправляемых вентилей в настоящее время все больше и больше внедряются управляемые вентили, известные под названием тиристоры, которые часто обозначаются как КУВ - кремниевые управляемые вентили. По своему действию КУВ подобны тиратронам и поэтому их часто называют приборами тиратронного действия. В настоящее время уже известен ряд типов тиристоров. Простейшие из них, управляемые однополярным положительным импульсом, могут работать в двух крайних режимах: либо в проводя-щем состоянии, когда прямое падение напряжения на них мало и управление током через них практически невозможно; либо в запертом состоянии, когда возможно лишь управление началом протекания тока через них. Изменение тока в нагрузке управляемого тиристорного выпрямителя осуществляется регулированием момента отпирания вентиля при помощи вспомогательной цепи с управляющим электродом УЭ и подачи в эту цепь необходимого управляющего импульса напряжения. Тиристоры имеют четырехслойную структуру электронно-дырочных переходов типов п - р -г- п - р или р - п - р - п с различными выводами управляющего электрода УЭ, как схематически показано на рис. ЫЗ, а. В соответствии со структурой переходов тиристоры обозначаются так, как показано на рис. 1-13, б. Конструктивно тиристоры весьма сходны с мощными кремниевыми неуправляемыми диодами. Управляющий электрод УЭ имеет вывод проводом, сечение которого меньше сечения проводов основных электродов. Как и в неуправляемых диодах полупроводник типа п служит «катодом» вентиля, а крайний слой полупроводника типа р - «анодом». Эти электроды образуют цепь основного тока тиристора в управляемом выпрямителе. Управляющий электрод УЭ можно считать аналогом сетки тиратрона; в цепь этого электрода надо вводить импульс тока положительной или отрицательной полярности, в зависимости от типа тиристора. Принцип действия тиристора удобно пояснять с помощью условной (имитационной) схемы рис. 1-13, е. Здесь диод Д, батарея и реле Pi имитируют запертый тиристор. Ток через него сможет протекать лишь в том случае, если он имеет полярность, совпадаю- 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 [ 10 ] 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 |