功率器件应用指南.docx

1、功率器件应用指南本指南的目的是对数据手册中有关器件的测试条件、测试依据等作进一步的解释和补充。在这里我们将用一个具体的例子来对器件参数的意义和额定值作进一步的说明和解释。具体地我们将以KPB 2500-36相控晶闸管为例进行说明和解释。所有提供的数据能够完全满足晶闸管在-40 25的运行温度范围。KPB 2500-36 相控晶闸管这样参数如下： 通常当我们看到一种器件的这些关键特性参数时，我们可以从这些参数上大致的估计出器件的电流通过能力和电压水平。同样地，我们也可以从数据手册上查到这些参数，甚至更多更详细的信息。应当特别注意的是，我们所列出的器件的任何参数都是在一定的条件下获得的，如：ITS

2、M = 41000A Tc = 125，tp = 10 ms，VR = 0。因为在不同的条件下，器件可以获得不同的特性参数。如图31 所示。 润奥电子集数十年器件制造和应用经验，不断改进，不断创新，根据不同应用领域的特点，使其产品满足各种应用需要。为此我们对器件的主要特点进行介绍： 全压接硅芯片技术； 传动、能源和工业应用领域； 优秀的功率转换能力； 叉指状放大门极。 全压接硅芯片技术 全压接硅芯片技术的基础是其硅晶片不是直接键合在钼片上，而是使其硅芯片和钼片在外部压力的作用下封装在管壳的内部，与高温键合芯片技术相比，全压接硅芯片技术使用户的成本 效率具有更大的优越性，并且可使工艺的变化和参数

3、的波动保持在很小的范围内，这样的话可使得器件的静态和动态特性得到优化。 传动、能源和工业应用领域 因为上面的每一种应用均有其对半导体器件的特殊要求，TEG数十年内已提供了许多的器件到这些领域应用，这使得TEG 在满足客户的需求方面获得了独特的经验，其失效率特别低。 优化功能转换能力 上面已经谈到，TEG获得了许多满足用户需要的独特经验，因此在我们的设计中特别注意作为工程应用时在静态和动态参数之间取得满意的优化组合，尤其像工作在较高频率的特殊应用情况时。 叉指状放大门极 放大门极允许用一个小的外部门极电流去触发最大的晶闸管，这样可允许用户用基本相同的门极单元去触发TEG 的相控晶闸管。相对简单中

4、心门极结构而言，叉指门极结构是门极分布在整个的晶闸管阴极面上，这样就可使得器件在开通期间加速导通区域的扩展，这样的门极结构可使开通损耗明显减小并允许器件承受较高的di/dt。晶闸管通常在高电压、大电流工况下运行，下面是晶闸管在运行过程中可能出现的阳极电压和电流波形。 从图 32 我们可看出，为了晶闸管安全运行，必须满足：VDS VDSM；VRS VRSM；VDR VDRS；VRR IL，阳极电流IT被擎住；b) IT 关断时间tq的最大额定值时晶闸管能够阻断正向阳极电压，但如果tH 200Hz时，可以忽略Rthjc。图38给出了在标称电流范围内由VT0和rT线性近似的器件通态特性。 特别注意：

5、给出在器件数据表里的VTM值应该是晶闸管在整个结面积上全导通后的值，整个结面积的全导通时间取决于电流波形和晶闸管结构，相控晶闸管的这个时间通常在100s几个毫秒之间。功率损耗和最大壳温关系： 图39 通态功率(PT)平均通态电流(ITAV)注意：我们在确定这些曲线时，不考虑开通和关断损耗，仅作通态功耗考虑。从图39我们可以看出在典型电流波形时，通态功率损耗PT是通态平均电流ITAV的函数曲线。这样的话，我们可以用PT数值以及器件应用时给出的最大环境温度和从下面的图310 中查找出最大器件壳温来计算可选用的散热器的热阻。 从图310 我们可以看出器件在典型电流波形时的最大允许壳温Tc和通态平均电

6、流ITAV的关系。曲线是在下面条件下的计算获得的：规定电流波形的热阻，双面冷却和Tvj = 125。通常相控晶闸管工作在50Hz或60Hz环境下，故在这里我们不考虑开通和关断损耗。即这两组曲线是在忽略开通和关断损耗情况下获得的。 这二组曲线可用于正弦半波、不重复浪涌电流脉冲，其浪涌电流曲线是在Tvj = 125，f = 50Hz，tp = 10ms的严酷条件下进行的，即曲线合适于f = 50Hz，tp = 10ms的情况 。从图 313可看出晶闸管的触发可分为三个不同的区域，其中B 区为不可触发区，C区为可能的触发区，A区为安全触发区，C 区部分主要是受器件门极特性的分散性和结温的影响而形成的。对直流门极电流，器件的门极最大功率是4W。