WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 | 2 ||

В массиве дискретных значений находится максимальное значение, которое в установившемся режиме равно величине Rthjc:

. (19)

Характеристика на интервале времени t1 – t2:

, (20)

где m – количество греющих импульсов.

На основе моделирования характеристики Zthjc на электротепловой модели диода Д151-200 было проведено сравнение методической погрешности S определения теплового сопротивления Rthjc стандартным методом и разработанным методом. Результаты расчётов представлены на рис. 6.

Результаты исследования показали существенное увеличение погрешности определения Rthjc от величины Rthca стандартным методом и независимость её от теплоёмкости охладителя Ch. Разработанный метод показал независимость погрешности определения Rthjc от Rthca и существенное её снижение при увеличении Ch.

На основе предложенного способа разработан испытательно-измерительный комплекс аппаратуры, базирующийся на применении ПЭВМ и аппаратных средств и программы LabView компании National Instruments.

В четвёртой главе проведены экспериментальные исследования вариации величин тепловых и электрических параметров и характеристик серийных СПП, разработаны электротепловые модели реальных СПП при групповом соединении. Осуществлено моделирование и исследование электротепловых процессов в реальных СПП с различными величинами параметров электротепловых характеристик при параллельном групповом соединении во времени. С целью выявления потенциально ненадёжных приборов предложен метод отбраковки СПП по величине предельного тока IF(Т)AVm. Предложен метод подбора СПП для групповых соединений.

Экспериментальные исследования показывают значительную вариацию величин тепловых и электрических параметров и характеристик серийных диодов, что свидетельствует о нестабильности процесса производства исследуемых приборов. При этом по величине предельного прямого тока IFAVm только 30% приборов соответствуют объявленной типовой паспортной величине. Это свидетельствует также об относительно низком качестве контроля приборов при производстве и о невозможности надёжной эксплуатации этих приборов без проведения процесса тщательной отбраковки и подбора.

Разработана обобщенная электротепловая модель реальных СПП. Информационной основой модели является измерительная информация, получаемая с помощью разработанного испытательно-измерительного комплекса аппаратуры. При этом входной информацией для электрической модели являются следующие характеристики реальных СПП:

1) ВАХ СПП при начальной температуре полупроводниковой температуры Tj0;

2) зависимости ТКН от тока в состоянии высокой проводимости ТКН(Ihc).

На основе этих двух характеристик восстанавливается ВАХ для любой температуры полупроводниковой структуры, напряжение на которой в состоянии высокой проводимости определяется по формуле:

. (21)

Для тепловой модели входной информацией является величина теплового сопротивления Rthjc конкретного прибора. Разработанная обобщенная тепловая модель СПП описывается системой дифференциальных уравнений на основе законов Кирхгофа:

(22)

Решением этой системы уравнений относительно uCn(t) является временная зависимость Tj(t).

Исследованы электротепловые процессы в силовых диодах при основных видах групповых соединений. Исследования показали, что для обеспечения надёжного функционирования СПП при групповых соединениях необходимо осуществлять подбор приборов в группы с обязательным учётом взаимосвязи электрических и тепловых параметров СПП.

Предложен новый метод отбраковки и подбора СПП для групповых соединений. Метод основывается на реализации четырёх этапов.

Первый этап. На этом этапе осуществляются испытание выборки приборов, предназначенных для группового соединения, измерение и определение величин электрических и тепловых параметров и характеристик каждого прибора, а также характеристик их взаимосвязи.

Второй этап. На данном этапе первоначально отбраковываются приборы с заниженными значениями IF(T)AVm, затем осуществляется сортировка приборов по группам, в которых группируются приборы с заданным диапазоном значений определенных параметров, таких как U(TO) и Rthjc.

Третий этап. На этом этапе, на базе обобщенной электротепловой модели реальных СПП, сформированных в группу, производится моделирование электротепловых процессов в них во времени.

Четвёртый этап. На данном этапе на основе полученной информации принимается решение о возможности надёжного функционирования исследуемой группы приборов. Условием принятия решения является отсутствие в группе приборов, максимальная температура полупроводниковых структур которых превышает предельно допустимую величину Tjm. В случае невыполнения для данного группового соединения этого условия осуществляется переход к операциям второго этапа.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Разработаны новые электротепловые модели дискретных силовых диодов и тиристоров различных конструкций, реализованные на основе метода электротепловой аналогии. При этом в моделях учтены параметры систем охлаждения и взаимосвязи электрических и тепловых параметров и характеристик СПП.

2. На базе разработанных электротепловых моделей дискретных СПП предложены модели их групповых соединений.

3. Разработан комплекс методов для определения величин электрических параметров и характеристик СПП в состоянии высокой проводимости и тепловых параметров и характеристик.

4. Разработаны технические средства, позволяющие в ходе одного цикла испытаний определять величины основных электрических параметров ВАХ СПП в состоянии высокой проводимости и их тепловых параметров и характеристик.

5. Разработана обобщённая электротепловая модель реальных СПП на основе их измеренных электротепловых характеристик для исследования групповых соединений приборов.

6. Предложен новый метод отбраковки и подбора СПП для групповых соединений на основе испытаний приборов с помощью разработанных технических средств и моделирования электротепловых процессов в группе СПП во времени.

Основные положения диссертации опубликованы

в следующих печатных работах

В изданиях, рекомендуемых ВАК РФ:

1. Ильин, М. В. Метод определения тепловых характеристик силовых полупроводниковых приборов // Н. Н. Беспалов, Ю. М. Голембиовский, М. В. Ильин // Вестник Саратовского государственного технического университета, 2007, № 2 (24). Вып. 1. – С.88 – 94.

Свидетельства и патенты

2. Патент 2300115 РФ, МПК7 G 01 R 31/26. Способ определения теплового сопротивления переход-корпус силовых полупроводниковых приборов в корпусном исполнении / Н. Н. Беспалов (RU), М. В. Ильин (RU). – № 200610336; заявлено 02.02.2006; опубл. 27.05.2007. Официальный бюллетень «Изобретения. Полезные модели». № 15. – с. 642.

3. Свидетельство № 2007614237. Определение тепловых и электрических характеристик полупроводниковых приборов / Н. Н. Беспалов, М. В. Ильин. Зарегистрировано в Реестре программ для ЭВМ 05.10. 2007 г.

В других изданиях:

4. Ильин, М. В. Применение программы MULTISIM для определения температуры перегрева силовых полупроводниковых приборов / Н. Н. Беспалов, М. В. Ильин // Технические и естественные науки: проблемы, теория, эксперимент: межвуз. сб. науч. тр. – Вып. V. – Саранск: Изд-во Мордов. ун-та, 2005. – С. 12-15.

5. Ильин, М. В. Исследование термочувствительного параметра полупроводниковых диодов / Н. Н. Беспалов, М. В. Ильин // Технические и естественные науки: проблемы, теория, эксперимент: межвуз. сб. науч. тр. – Вып. V. – Саранск: Изд-во Мордов. ун-та, 2005. – С. 29-30.

6. Ильин, М. В. Разработка источника тока для нагрева полупроводниковых приборов / Н. Н. Беспалов, М. В. Ильин // XXXIV Огаревские чтения: материалы науч. конф.: в 2 ч. Саранск: Изд-во Мордов. ун-та, 2006. Ч.2. – С. 228.

7. Ильин, М. В. Исследование температурной зависимости параметров диодов в прямом направлении / Н. Н. Беспалов, М. В. Ильин, С. А. Зинин // XXXIV Огаревские чтения: материалы науч. конф.: в 2 ч. Саранск: Изд-во Мордов. ун-та, 2006. Ч.2. – С. 239.

8. Ильин, М. В. Моделирование тепловых процессов в силовых тиристорах, используемых на высоких частотах / Н. Н. Беспалов, М. В. Ильин // Актуальные проблемы электронного приборостроения 2006: материалы VIII Междунар. конф.: в 9 т. Новосибирск: НГТУ 2006. – Т. 7. – С. 101-103.

9. Ильин, М. В. Тепловое сопротивление переход-корпус силовых полупроводниковых приборов и способы его оценки / Н. Н. Беспалов, В. М. Бардин, М. В. Ильин // Естественно-технические исследования: теория, методы, практика: межвуз. сб. науч. тр. – Вып. VI. Саранск: Изд-во Мордов. ун-та, 2006. – С. 15-17.

10. Ильин, М. В. Автоматизация исследования температурной зависимости прямого напряжения диода с помощью LABVIEW / Н. Н. Беспалов, М. В. Ильин // Естественно-технические исследования: теория, методы, практика: межвуз. сб. науч. тр. – Вып. VI. Саранск: Изд-во Мордов. ун-та, 2006. – С. 39-41.

11. Ильин, М. В. Применение лабораторного комплекса National Instruments для исследования температурной зависимости параметров диодов / Н. Н. Беспалов, М. В. Ильин, С. А. Зинин // Наука и инновации в Республике Мордовия: материалы V науч.-практ. конф. Саранск: Изд-во Мордов. ун-та, 2006. – С. 544-545.

12. Ильин, М. В. Выбор типоразмера сердечника импульсного трансформатора для систем управления тиристорами / Н. Н. Беспалов, М. В. Ильин, М. Н. Байбиков // Электротехнические комплексы и силовая электроника, анализ, синтез и управление: межвуз. науч. сб. тр. Саратов: СГТУ, 2004. – С. 74-77.

13. Ильин, М. В. Исследование драйвера управления силовых тиристоров на основе управляемого источника тока / Н. Н. Беспалов, М. В. Ильин, М. Н. Байбиков // Технические и естественные науки: проблемы, теория, эксперимент: межвуз. сб. науч. тр. – Вып. VI. Саранск: Изд-во Мордов. ун-та, 2006. – С. 28-29.

14. Ильин, М. В. Метод определения теплового сопротивления силовых полупроводниковых приборов / Н. Н. Беспалов, М. В. Ильин // Проблемы электротехники, электроэнергетики и электротехнологии: труды II Всерос. науч.-техн. конф. с междунар. участием: в 2 ч. Тольятти: ТГУ, 2007. Ч. 1. – С. 288-291.

15. Ильин М. В. О выборе величины тестового тока при определении теплового сопротивления тиристоров / М. В. Ильин // Современные методы и средства обработки пространственно-временных сигналов: сб. статей V Всерос. науч.-техн. конф. Пенза: АНОО «Приволжский Дом знаний», 2007. – С. 156-158.

16. Ильин М. В. Определение температурного коэффициента напряжения силовых полупроводниковых приборов / М. В. Ильин // Современные методы и средства обработки пространственно-временных сигналов: сб. статей V Всерос. науч.-техн. конф. Пенза: АНОО «Приволжский Дом знаний», 2007. – С. 159-161.

17. Ильин М. В. Аппаратура для определения теплового сопротивления СПП на базе программы LabView / Н. Н. Беспалов, М. В. Ильин // Наука и инновации в Республике Мордовия: материалы VI науч.-практ. конф. Саранск: Изд-во Мордов. ун-та, 2007. – С. 143-145.

18. Ильин М. В. Определение энергии потерь в СПП в открытом состоянии с применением программы LabView / Н. Н. Беспалов, М. В. Ильин, С. А. Зинин // XXXV Огаревские чтения: материалы науч. конф.: в 2 ч. Саранск: Изд-во Мордов. ун-та, – 2007. Ч.2. – С. 258-259.

19. Ильин М. В. Токораспределение и тепловой режим в силовых полупроводниковых приборах с различными тепловыми сопротивлениями при групповом параллельном соединении / Н. Н. Беспалов, М. В. Ильин // Технические и естественные науки: проблемы, теория, эксперимент: межвуз. сб. науч. тр. – Вып. VII. Саранск: Изд-во Мордов. ун-та, 2007. – С.6-9.

20. Ильин М. В. Диагностика и контроль параметров силовых полупроводниковых приборов / Н. Н. Беспалов, А. В. Мускатиньев, М. В. Ильин // Методы и средства управления технологическими процессами: МСУТП – 2007: материалы IV Междунар. конф. Саранск: Изд-во Мордов. ун-та, 2007. – С. 88 – 91.

21. Ильин М. В. Исследование электротепловой модели параллельно-последовательного соединения СПП / Н. Н. Беспалов, М. В. Ильин // Методы и средства управления технологическими процессами: МСУТП – 2007: материалы IV Междунар. конф. Саранск: Изд-во Мордов. ун-та, 2007. – С. 91 – 94.

22. Ильин М. В. Автоматизация измерений параметров силовых полупроводниковых приборов на основе LABVIEW / Н. Н. Беспалов, М. В. Ильин // Технологии National Instruments в науке, технике и образовании: материалы Междунар. науч. конф. Таганрог: Изд.-во ТРТУ, 2006. – С. 4-6.

23. Ильин М. В. Моделирование электротепловых процессов в силовых полупроводниковых приборах при параллельном групповом соединении с применением программы LabView / Н. Н. Беспалов, М. В. Ильин // Актуальные проблемы электронного приборостроения 2008: материалы VIII Междунар. конф.: в 9 т. Новосибирск: НГТУ, 2008. – Т. 7. – С. 76-81.

ИЛЬИН Михаил Владимирович

МЕТОДЫ И ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ПАРАМЕТРОВ И ХАРАКТЕРИСТИК СИЛОВЫХ

ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРИБОРОВ ДЛЯ ГРУППОВОГО

СОЕДИНЕНИЯ

Автореферат

Корректор О.А. Панина

Подписано в печать 03.10.08 Формат 60х84 1/16

Бум. офсет. Усл. печ.л. 0,93 (1,0) Уч.-изд.л. 1,0

Тираж 100 экз. Заказ 245 Бесплатно

Саратовский государственный технический университет

410054, Саратов, Политехническая ул., 77

Отпечатано в РИЦ СГТУ. 410054, Саратов, Политехническая ул., 77

Pages:     | 1 | 2 ||






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»