Страница 6: ГОСТ 30617-98. Модули полупроводниковые силовые. Общие технические условия (77722)

Измерение времени обратного восстановления проводят при подаче на испытуемый модуль (при прохождении импульсов прямого тока) импульса обратного напряжения.

Время обратного восстановления измеряют на экране осциллографа как отрезок времени от момента прохождения прямого тока через нулевое значение до момента пересечения оси времени с прямой, проходящей через две точки на кривой уменьшения обратного тока с ординатами 90 и 25 % его амплитуды (рисунок 7)

.

I— ток; t — время; I_m— амплитуда обратного тока восстановления; t_rs— время нарастания обратного тока восстановле­ния; trf—время спада обратного тока восстановления; t_rr — время обратного восстановления; dI/dt — скорость спада прямого тока; to — момент времени подачи запускающего сигнала источнику 61; ti — момент времени подачи запускаю­щего сигнала источнику 62

Рисунок 7

Модули считают выдержавшими испытание, если время обратного восстановления не превы­шает значений, установленных в ТУ на модули конкретных типов.

L1 R3

51 — ключ; 61 — источник импульсов тока в открытом состоянии; 62 — источник импульсов повторяющегося напряжения; 63 — источник импульсов управления; 64 — источник импульсов обратного напряжения; R3, L1, V1 — резистор, катушка индуктивности и диод — соответственно цепи формирования импульсов источника 64; R2 — безындуктивный измеритель­ный резистор; 61, R1 — конденсатор и резистор — соответственно цепи защиты от перенапряжений; Р1 — осциллограф;

А1 — синхронизирующее устройство; М1 — тиристорный модуль

Эпюры импульсов тока и напряжения приведены на рисунке 9.

/rm — импульсный обратный ток; t_s— время выключения

Рисунок 9

Источник импульсов тока в открытом состоянии G1 должен обеспечивать импульсы тока со следующими характеристиками:

• форма — трапецеидальная или иная, указанная в ТУ на модули конкретных типов;

• амплитуда — максимально допустимый средний ток в открытом состоянии;

• длительность — указанная в ТУ на модули конкретных типов, увеличение которой не влияет на результат измерения;

• скорость спада — указанная в ТУ на модули конкретных типов.

Источник импульсов повторяющегося напряжения G2 должен обеспечивать следующие пара­метры импульсов повторяющегося напряжения в закрытом состоянии:

• фронт — линейный;

• скорость нарастания — указанную в ТУ на модули конкретных типов;

• амплитуда — 67 % от максимально допустимого повторяющегося импульсного напряжения в закрытом состоянии;

• длительность — указанную в ТУ на модули конкретных типов;

• внутреннее сопротивление источника повторяющегося напряжения в закрытом состоянии — указанное в ТУ на модули конкретных типов и такое, уменьшение которого не влияет на результат измерения.

Напряжение источника импульсов управления G3 и его сопротивление в течение процесса выключения указывают в ТУ на модули конкретных типов. Источник импульсов управления G3 должен обеспечивать импульсы тока амплитудой и длительностью, достаточными для отпирания испытываемого модуля.

Источник импульсов обратного напряжения G4 должен обеспечивать импульсы напряжения со следующими характеристиками:

• амплитуда — (100 ± 10) В без учета напряжения переходного процесса, а при необходимос­ти для модулей на основе быстровыключающихся тиристоров — (5 ± 1) В;

• длительность — не менее времени выключения, установленного в ТУ на модули конкретных типов;

• суммарное сопротивление источника G4, резистора R3 и катушки индуктивности L1 должно быть таким, чтобы оно не влияло на форму обратного тока.

Конденсатор С1 и резистор R1 для ограничения перенапряжений должны быть выбраны такими, чтобы они не влияли на форму обратного тока.

Индуктивность L1 определяется требуемой скоростью измерения тока при переключении модуля из открытого состояния в закрытое.

Резистор R2 — безындуктивный измерительный резистор должен быть с таким малым сопро­тивлением, чтобы его изменение не оказывало значительного влияния на результаты измерения.

Синхронизирующее устройство А1 должно обеспечивать:

в момент времени 1₀ — подачу запускающих импульсов источникам G1, G3; в момент времени /j — подачу импульсов источнику 64; в момент времени /₃ — подачу запускающего им­пульса источнику 62 и ключу 51;

• регулирование интервала времени /₃—/₂;

• частоту повторения циклов, установленную в ТУ на модули конкретных типов.

Измерение проводят при максимально допустимой температуре перехода.

Измерение времени выключения проводят при подаче на открытый тиристор испытываемого модуля импульса обратного напряжения и через регулируемый интервал времени /₃—/₂ импульса прямого напряжения.

Уменьшают плавно или ступенчато интервал времени /₃—/₂ до минимального значения, при котором тиристор еще может выдержать, не переключаясь, прикладываемое прямое напряжение.

Измеряют с помощью осциллографа Р1 время выключения.

Модули считают выдержавшими испытание, если время выключения не превышает значений, установленных в ТУ на модули конкретных типов.

G1 — источник импульсного тока; G2 — источник постоянного напряжения; R1, Ю. — безындуктивные измерительные резисторы с малым сопротивлением; Р1 — измеритель амплитудных значений тока; Р2 — осциллограф; М1 — испытуемый модуль

Рисунок 10

Эпюры тока представлены на рисунке 11.

/в — ток базы; /с — ток коллектора; td — время задержки; t_r — время нарастания; ton — время включения; t_s — время рассасывания; tf — время спада; toff — время выключения

Источник постоянного напряжения 62 должен обеспечивать:

• напряжение коллектор — эмиттер не менее 0,5 предельного напряжения, если иное не указано в ТУ на модули конкретных типов;

• ток коллектора во время действия импульса базового тока, равный току коллектора в режиме насыщения /_С и при необходимости другому значению, установленному в ТУ на модули конкрет- sat

ных типов.

Источник импульсного тока G1 должен обеспечивать двуполярные импульсы. Импульс тока базы /_В| должен иметь следующие характеристики:

• форма — прямоугольная;

• амплитуда — в соответствии с указанной в ТУ на модули конкретных типов;

• длительность импульсов — от0,1 до 1,0 мс;

• скважность — не менее 100;

• скорость нарастания и скорость спада такие, увеличение которых не влияет на процесс измере­ния; при этом длительность фронта — не более 0,1 времени нарастания транзистора в испытуемом модуле, а длительность спада — не более 0,1 времени выключения транзистора в испытуемом модуле;

• амплитуда выброса на вершине импульса не должна превышать 10 % амплитудного значения импульса.

Обратный импульс тока базы /_В2 со следующими характеристиками:

• амплитуда импульса /_В2 больше или равна /_В1;

• длительность — не менее 5t_off;

• длительность фронта — не более 0,1 времени выключения транзистора в испытуемом модуле;

• амплитуда выброса на вершине импульса не должна превышать 10 % амплитудного значения импульса.

Измерение времени выключения проводят следующим образом:

• устанавливают режим работы по цепи база — коллектор;

• с помощью осциллографа Р2 и в соответствии с эпюрами на рисунке 11 измеряют время выключения t_off.

Модули считают выдержавшими испытание, если время выключения всех транзисторов, вхо­дящих в модуль, не превышает значений, установленных в ТУ на модули конкретных типов.

G1 — источник импульсов тока; G2 — источник отпирающего импульсного тока управления; G3 — источник обратного импульсного тока и напряжения управления; А1 — синхронизирующее устройство подачи запускающих импульсов источни­кам G1, G2, 63; А2 — ограничитель напряжения; Р1, Р2 — осциллографы; М1 — испытуемый модуль; Л1, С1, V1 — соответ­ственно резистор, конденсатор, диод цепи ограничения скорости нарастания повторного напряжения в закрытом состоянии;

А2, R3 — безындуктивные измерительные резисторы

Источник импульсов тока в открытом состоянии G1 должен обеспечивать:

• импульсы тока трапецеидальной формы или иной, указанной в ТУ на модули конкретных типов; амплитуду (без учета переходных процессов) — максимально допустимый неповторяющийся импульсный запираемый ток; длительность анодного тока и скорость спада — указанные в ТУ на модули конкретных типов;

• повторяющееся напряжение в закрытом состоянии с амплитудой — 67 % максимально до­пустимого повторяющегося импульсного напряжения в закрытом состоянии, скорость нарастания напряжения — указанную в ТУ на модули конкретных типов; внутреннее сопротивление источника — указанное в ТУ на модули конкретных типов и такое, уменьшение которого не влияет на результат измерения.

Источник отпирающего импульсного тока управления 62 должен обеспечивать:

• импульсы амплитудой и длительностью, достаточными для включения тиристора в испыту­емом модуле;

• режимы по управляющему электроду — указанные в ТУ на модули конкретных типов.

Источник обратного импульсного тока и напряжения управления G3 должен обеспечивать импульсы обратного напряжения и тока управления, указанные в ТУ на модули конкретных типов.

Конденсатор С1 и диод И должны быть выбраны так, чтобы не превысить допустимое значение амплитуды повторяющегося напряжения и обеспечить наибольшее значение скорости нарастания повторяющегося напряжения в закрытом состоянии после окончания быстрого спада тока в откры­том состоянии.

Цепь ограничения скорости нарастания повторяющегося напряжения в закрытом состоянии (Л1, С1) должна обеспечивать ограничение амплитуды разрядного тока на уровне, не превышающем 30 % запираемого тока.

Ud — постоянное напряжение в закрытом состоянии; Udp — прямой пик напряжения; Urg — обратное постоянное напря­жение управления; UG(BR) — обратное напряжение пробоя управляющего перехода; Udm — импульсное напряжение в закры­том состоянии; /т — постоянный ток в открытом состоянии; /tqt — ток медленного спада; Igq — запирающий постоянный ток управления; Zgi — время запаздывания по управляющему электроду; Z_gf — время спада по управляющему электроду;

Zttg — время медленного спада тока; Z_gq — время выключения тиристора по управляющему электрод

уСинхронизирующее устройство А1 должно обеспечивать:

• подачу запускающих импульсов источникам G1, 62, 6'3;

• регулировку времени задержки между моментом подачи запускающих импульсов источникам G1, 62и моментом подачи запускающего импульса источнику G3;

• частоту повторения циклов — 1 Гц.

Измерение времени выключения по управляющему электроду проводят с помощью осцилло­графов Р1, Р2.

Модули считают выдержавшими испытания, если измеренное время выключения по управля­ющему электроду соответствует указанному в ТУ на модули конкретных типов.

На модуль подают напряжение, плавно увеличивая его в течение 10 с от нуля до:

2 500 В (действующее значение) — при нормальных климатических условиях испытаний по ГОСТ 15150, если иное не указано в ТУ на модули конкретных типов;

1. 500 В (действующее значение) — в условиях воздействия верхнего значения относитель­ной влажности воздуха.

Испытательное напряжение должно прикладываться между закороченными между собой ос­новными выводами модуля и его основанием.

Время выдержки под напряжением — 1 мин.

После окончания проверки испытательное напряжение плавно уменьшают до нуля.

Модули считают выдержавшими проверку, если не произошло пробоя изоляции и перекрытия по поверхности, которое должно контролироваться индикаторным устройством испытательной установки.

8.3.10 Измерение сопротивления изоляция между основанием и основными выводами (а для модулей на основе тиристоров и транзисторов и между основными и управляющими выводами) проводят при помощи мегомметра при напряжении 1000 В, которое прикладывается между осно­ванием и замкнутыми между собой основными выводами модуля.

Время приложения испытательного напряжения — не менее 10 с.

Модули считают выдержавшими испытание если:

• сопротивление изоляции между беспотенциальным основанием модуля и его выводами не менее 50 МОм в нормальных климатических условиях испытаний по ГОСТ 15150 и не менее 5 МОм — при воздействии верхнего значения температуры окружающей среды и верхнего значения относительной влажности воздуха;

• сопротивление изоляции между основными и управляющими выводами модулей, содержа­щих оптотиристоры, не менее 1000 МОм в нормальных климатических условиях испытаний по ГОСТ 15150 и не менее 100 Мом — в условиях воздействия верхнего значения температуры окру­жающей среды и верхнего значения относительной влажности воздуха.