JB/T 7626-2013 反向阻断三极晶闸管测试方法.pdf

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标准编号:JB/T 7626-2013
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标准类别:电力标准
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JB/T 7626-2013 标准规范下载简介

JB/T 7626-2013 反向阻断三极晶闸管测试方法.pdf

7.5.2.1基本电路

7.5.2.1.1原理电路和波形

电路如图39所示GB/T 40401-2021 骨架密度的测量 气体体积置换法.pdf,试验电流和电压波形如图40

7.5.2.1.2电路说明和要求

电感器L和电容器C构成的谐振电路决定正弦半波通态电流脉冲持续时间t和幅值ITRM,5 (36)和式(37)计算:

p=/LC (36) ITRM =VDRM'L /C, (37)

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式中,VDRM等于电容器C,两端的电压峰值,可高达直流电源电压的10倍,这取决于电路元件。应注 意不要超过VDRM的规定值。

低阻抗直流电源;M、M2 示波器;R,和C4

拖加反向电压时,快开关晶闸管正弦半波通态电

加反向电压时,快开关晶闸管正弦半波通态电

电感器L2和电容器C构成的谐振电路以及电阻器R,和电容器C4决定再加断态电压上升率。 可能的最短维持关断间隔tH(min)由式(38)计算:

7.5.2.2扩展电路

7.5.2.2.1原理电路

原理电路如图41所示。

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7.5.2.2.2电路说明和要求

施加反向电压时,快开关晶闸管正弦半波通态电

试验电流和电压波形和要求与7.5.2.1的基本电

“H(min) =C,

由于增加了电容器C2和C3、二极管VD,和VD2、电感器L3以及晶闸管VT2,试验电路更灵活, 能获得较高的dv/dt,从而可试验具有较短关断时间的晶闸管。电容器C和C2的电容量至少为C3电容 量的10倍。VD,和VDz的作用是消除C,对Cz和C3的影响。 直流电源G通过晶闸管VT和VT2对电容器C1、C2和C3充电。触发受试器件VT,C,和C3通过 L和VT放电,产生正弦半波电流并反向再充电。经过适当的时间后,触发VT2,由于电荷从C2转移 到C3(C2>>Cs),便引起VT两端的电压从负电位向正电位变化。调整该时间,以得到要求的维持关 断间隔t。在下一个试验周期,触发VT1,G再次对CI、C2和C3充电。重复试验周期,使C1、C2和 C3两端的电压达到要求的值(约为直流电源电压的10倍)。

7.5.2.2.3试验程序

试验程序如下: 设定基准点温度为规定值; 调整受试器件VT和晶闸管VT1的触发时间,得到规定的重复率f和维持关断间隔tH: 调整直流电源G,获得规定的通态电流 如果受试器件不能承受规定的断态重复峰值电压,则试验失败。

7.5.2.2.4规定条件

下述条件应在产品标准中具体规定: a)基准点温度(宜为降额曲线的拐点温度); b)通态电流脉冲持续时间tp和幅值ITRM; c)通态电流脉冲重复率fo; d)开通前的断态电压:VpRMi

7.5.3抑制反向电压时的正弦半波通态电流

7.5.3.1基本电路

7.5.3.1.1原理电路和波形

原理电路如图42所示,试验电流和电压波形如

图43抑制反向电压时,快开关晶闸管 正弦半波通态电流试验电流和电压波形

7.5.3.1.2电路说明和要求

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感尽可能小,从而尽可能降低该电压。 电流波形的负的部分为流过二极管VD,的电流 电感器L和电容器C2构成的谐振电路决定正弦半波通态电流脉冲持续时间t,和幅值ITRM,分别日 (40)和式(41)计算

=/L,C2 TRM =VDRM/E/C,

(40) (41))

式中,VDRM近似等于直流电源G的电压。 电阻器R,和电容器C决定再加断态电压上升率。 应调整电容器C,的量值,以得到要求的维持关断间隔,并符合式(42)和式(43):

7.5.3.2扩展电路

7.5.3.2.1原理电路

原理电路如图44所示。

7.5.3.2.2电路说明和要求

除式(44)外,试验电流和电压波形和要求与7.5.3.1的基本电路相同

H(min) =/2C2

图44抑制反向电压时,快开关晶闸管正弦半波通态电流试验扩展电路

图44抑制反向电压时,快开关晶闸管

增加了电感器L2、晶闸管VT2和VT3,试验电路更灵活。受试器件VT与VT3同时触发。 流脉冲终点和触发VT?的时刻之间引入一个延迟时间,并引入电感器L,可使维持关断间隔

班的变化不依赖于电流脉冲持续时间tp。 推荐采用快开通二极管VD1,以减小受试器件的反向恢复耗散功率。

7.5.3.2.3试验程序

试验程序如下: 设定基准点温度为规定值; 调整受试器件VT和晶闸管VT,的触发时问,得到规定的重复率f和维持关断间隔tH; 调整直流电源G,获得规定的通态电流; 如果受试器件不能承受规定的断态重复峰值电压,则试验失败。

7.5.3.2.4规定条件

7.5.4施加反向电压时的梯形波通态电流

7.5.4.1原理电路和波形

施加反向电压时,快开关晶闸管梯形波通态电

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图46施加反向电压时,快开关晶闸管梯形波通态电流试验电流和电压波形

7.5.4.2电路说明和要

受试器件VT和晶闸管VT,交替导通电流。 电感器L保证电流恒定。电流脉冲宽度可通过调整VT 的导通时间改变,与重复率无关。通态电流上升率由电感器L,和L4决定,由式(45)近似计算:

电感器L1、L2和电容器C,决定维持关断间隔t,由式(46)计算:

VDRM /(L, + L4)

H= /(L + L2)C3

R和CI、R2和C2为保护晶闸管的阻尼网络。 试验开始时,触发晶闸管VT1,直流电源Vs通过电阻器R4对电容器C3充电至接近VDRM的高电压。 触发受试器件VT时,C3上的电荷使VT反向偏置,进而关断。然后,流过电感器L的电流对C3以相 反方向再次充电,直到触发VTi,VT被反向偏置,进而关断。随后,C3通过电感器L2和二极管VD2 充电,从而在VT的两端产生电压上升率dv/dt。 重复进行换相,电感器L1、L2和电容器C3构成的振荡回路产生的电压逐步升高,直至达到比直流 电源G的电压高得多的电压。此后,可断开直流电源Vs。近似有式(47):

7.5.4.3试验程序

RM = ITRM V(L + L2)/C3

试验程序如下: 设定基准点温度为规定值; 触发晶闸管VT1,设定直流电源G,得到适当的低值电流; 调整受试器件VT和晶闸管VT,的触发时间,得到规定的重复率f和通态电流脉冲宽度tw; 触发受试器件VT,开始试验; 断开直流电源Vs,再次调整直流电源G,获得规定的通态电流; 如果受试器件不能承受规定的断态重复峰值电压,则试验失败。

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7.5.4.4规定条件

7.5.5抑制反向电压时的梯形波通态电流

7.5.5.1原理电路和波形

7.5.5.2电路说明和要求

直流电源G2的电压V2>直流电源Gi的电压V1,直流电源Gs的电压Vs=VDRM,且有式(48 (50):

dv / dt = V, /(R,C2) di/dt = V2 /L

言号状态。然后,同时触发受试器件VT和品闸

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向电压时,快开关晶闸管梯形波通态电流试验目

7.5.5.3试验程序

试验程序如下: 设定基准点温度为规定值: 接通门极电路; 调整G1,得到适当的低值电流,脉冲宽度由VT2的触发时刻决定; 调整G3,设定再加断态电压幅值,电压上升率dv/dt由R和C2决定; 设定维持关断问隔t为受试器件规定的关断时间最大值,调整通态电流和重复率为规定值: 如果受试器件不能承受规定的断态重复峰值电压,则试验失败

7.5.5.4规定条件

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7.6通态电流临界上升率(di/dt)

在规定条件下,检验晶闸管的通态电流临界上升率额定值

原理电路如图49所示。

7.6.3电路说明和要求

图49通态电流临界上升率试验原理电路

为获得要求的通态电流临界上升率,电阻器R2、电感器L和电容器C的量值与电压VDM、通 峰值ITM和时间t的近似关系应满足式(51)~式(53):

式中: VDM——断态峰值电压。 ti的定义如图50所示。

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图50阻尼正弦波通态电流临界上升率波形

电阻器R2衰减振荡波形。对于大电流器件情况,R2只能由电路元件的分布电阻构成,假设这时可 忽略R2,则电感器L和电容器C的量值与电压VDM、通态电流峰值ITM和时间t的近似关系满足式(54) 和式(55):

电阻器R,和二极管VD,的选择应便电容器C在每次动作前完全充电。 二极管VD2抑制谐振效应可能产生的过高的反向电压。如果采用正弦波形作为通态电流波形,这 尤其重要。 R'和C'按受试器件的应用情况选择。适当时,可省略。 对L和C进行最后调整,确保由电压表V2测得的通态峰值电流和示波器测得的通态电流上升率di/d 达到规定值。 通态电流脉冲重复率由门极触发源控制,且应避免在交流电压源负半周期产生门极触发脉冲。 推荐采用阻尼正弦波形作为通态电流波形(见图50。波形的时间零点由连接0.1ITM和0.5ITM两点 的直线与时间轴的交点确定)。采用这种波形时,di/dt由式(56)确定:

试验程序如下: 交流电压源设定为零(应确保电容器C完全放电); 设定基准点温度为规定值; 调整电源电压,使电容器C完全充电后,电压表V1显示规定的断态电压峰值: 触发受试器件,电容器C通过L向受试器件放电: 由试验后的测量验证受试器件承受额定通态电流临界上升率的能力。

下述条件应在产品标准中具体规定: a)施加通态电流前的结温:通态电流峰值下允许的最高温度; b)通态电流波形; c)通态电流峰值ITM(应不小于IT(Av)); d)通态电流临界上升率di/dt:

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e)通态电流脉冲重复率和脉冲数; g)门极触发源特性; h)试验持续时间(应大于器件的热时间常数); i)试验后的测量参数和限值。

7.7门极平均功率(PG(Am)

在规定条件下,检验晶闸管的门极平均功率额定值

原理电路如图51所示。

图51门极平均功率试验电路

试验程序如下: 设定受试器件温度为规定值。 缓慢调整直流电源G的输出,使电流表A和电压表V指示值的乘积达到额定门极平均功率 PG(AV),并保持规定的时间。 调整直流电源G的输出为零。 试验后,按5.6测量门极触发电流和门极触发电压。如无异常,则门极平均功率额定值得到确认

下述条件应在产品标准中具体规定: a)结温; b)门极平均功率; c)试验持续时间; d)主电路条件:阳极和阴极间开路; e)试验后的测量参数和限值。

7.8门极正向峰值功率、门极正向峰值电流和门极正向峰值电压(PcM、InGM和VnGM

吸正向峰值功率、门极正向峰值电流和门极正向峰值电压(PGM、IrGM和VnGM

在规定条件下,检验晶闸管的门极正向额定值(门极正向峰值功率、门极正向峰值电流和门极正向

原理电路如图52所示。

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图52门极正向额定值试验电路

试验前,应明确进行哪项额定值试验。试验程序如下: 设定受试器件温度为规定值。 在受试器件门极和阴极间施加门极触发脉冲(应注意不要超过门极平均功率额定值),在示波 器上观察门极伏安特性曲线(见图53)。 调整脉冲电源G,缓慢增加触发信号。当门极伏安特性曲线与额定门极正向峰值电流IFGM、额 定门极正向峰值电压VFGM和额定门极峰值功率PGM任一限值线相交(图53中的曲线1、2和 3),保持相交时的触发信号并持续规定的时间。 调整脉冲电源输出为零。 试验后,按5.6测量门极触发电流和门极触发电压。如无异常,则门极正向额定值得到确认。

下述条件应在产品标准中具体规定: a)结温; b)门极脉冲波形(推荐为方波);

下述条件应在产品标准中具体规定: a)结温; b)门极脉冲波形(推荐为方波):

图53门极正向额定值示意图

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c)门极脉冲幅值:不超过 对应的门极平均功率额定值: d)门极脉冲宽度; e)门极脉冲重复率; f)试验持续时间; g)主电路条件:阳极和阴极间开路; h)试验后的测量参数和限值。

7.9门极反向峰值电压(VRGM)

在规定条件下,检验晶闸管的门极反向峰值电压额定值。

原理电路如图54所示。

图54门极反向峰值电压试验电路

试验程序如下: 设定受试器件温度为规定值; 缓慢调整电源G的输出,在示波器上观察门极伏安特性曲线。受试器件的门极反向峰值电压 达到额定值时,保持规定的时间; 调整电源G输出为零; 试验后,按5.3.4、5.2和5.6测量断态和反向峰值电流、门极触发电流和门极触发电压。如无 异常,则门极反向峰值电压额定值得到确认。

下述条件应在产品标准中具体规定: a)结温; b)门极反向电压波形和幅值; c)试验持续时间; d)主电路条件:阳极和阴极问开路; e)试验后的测量参数和限值。

7.10管壳不破裂峰值电流

在规定条件下,检验晶闸管的管壳不破裂峰值电流额定值

本方法适用于通态平均电流1000A及以上的晶闸管

原理电路和试验电流波形如图55和图56所示

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7.10.3试前处理和初始测量

图55管壳不破裂峰值电流的试验电路

图56通过受试器件的反向电流波形

7.10.5试验后测量

下述条件应在产品标准中具体规定: a)结温(优先采用25℃); b)试验电流值IRM; c)试验电流上升率(优先采用25A/μs); d)试验电流脉冲的持续时间; e)受试器件的紧固力或紧固力矩

用耐久性试验确认某些型式晶闸管承受结温波动的能力

原理电路、试验电流和受试器件结温变化波形如图57和图58所示

图57热循环负载试验电路

58热循环负载试验电流和受试器件结温变化波

平波加热电流可采用正弦全波电流或直流电流代 电路及相应的设备宜同时试验若于只器件

JB/T 7626=2013

试验程序如下: 闭合开关S,施加规定的加热电流。 受试器件结温在规定的时间内达到规定的上限值时,断开开关S。 受试器件结温在规定的时间内冷却到不高于规定的下限值时,闭合开关S,完成一个循环。 按规定的循环次数重复上述过程。 试验后,按5.1.4、5.3.4、5.2和6.2.2测量通态峰值电压、断态和反向峰值电流以及热阻。如 果符合要求,则受试器件通过本项试验。

验厅如下 闭合开关S,施加规定的加热电流。 受试器件结温在规定的时间内达到规定的上限值时,断开开关S。 受试器件结温在规定的时间内冷却到不高于规定的下限值时,闭合开关S,完成一个循 按规定的循环次数重复上述过程。 试验后,按5.1.4、5.3.4、5.2和6.2.2测量通态峰值电压、断态和反向峰值电流以及热 果符合要求,则受试器件通过本项试验

附录A (规范性附录) 热敏斜率测量方法

热敏斜率测量也称为热敏校准曲线测量,是测量结温、热阻和瞬态热阻抗的基础。测量时施力 称为热敏电流(I),也称为热敏基准电流或测量电流。热敏电流在被测器件两端产生电压称关 压(V)。

原理电路如图A.1所示

图A.1热敏斜率测量电路

电流发生器G应能产生个至数个周期的正弦半波脉冲电流,且其峰值接近被测器件的额定电流, 以使被测器件完全导通。 直流稳流电源G2输出的电流应足够大(可按被测器件阴极面积取1A/cm²,或取被测器件额定电流 的1%~10%)以保证被测器件持续导通,且能忽略其在被测器件中产生的附加结温,并避免热敏曲线 上出现不连续点。电流纹波因数应不大于0.5%,以保证热敏电流稳定。 注1:如果热缴电流值偏小,热敏曲线会成为折线或出现不连续点(见图A.2)

图A.2热敏电压特性

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测量热敏电压时,应避免过剩电荷载流子和管壳的铁磁材料(如果含有)在紧接着加热电流中断后 产生的非热瞬态电压的影响。测量应在非热瞬态效应衰减后,且结温发生可观变化前进行。 注2:测量热敏电压V一般在加热电流中断0.5ms~1ms后尽快完成。为消除非热瞬态效应的影响,通常在热敏 电压曲线上延长直线部分至时刻to,从而得到对应的热敏电压V(见图A.3)。

图A.3瞬态热敏电压曲线

测量热敏电压的导线不应与施加热敏电流的导线共用,而应直接连接至被测器件两端,以消除导线 和接触的压降。 测量热敏电压的直流毫伏表的准确度等级宜更高,如0.2级、量程1V或2V。 测量时,被测器件不安装散热器,可紧固在恒温夹具上或放置在恒温箱(槽)中,温度波动范围应 在士1℃以内。如果使用恒温箱(槽),其温度应均匀、稳定,从恒温箱(槽)中引出的线应尽可能短, 节点尽可能少,线径应与热敏电流的大小适应。被测器件引线端在高温下也应接触良好。 温度测量范围为室温至额定结温之间。一般取五个温度测量点,最少取三点。 如果要获得平均热敏斜率,则被测器件不应少于10只,且其中任两只器件的热敏斜率值之差不大 于10%。

测量程序如下: 将被测器件紧固在恒温夹具上或放置在恒温箱(槽)中。 保持恒温夹具或恒温箱(槽)的温度为室温。 施加正弦半波脉冲电流,使被测器件完全导通。 施加热敏电流I,同时记录热敏电压和对应的被测器件温度(此时为室温)。 调整恒温夹具或恒温箱(槽)的温度(一般升高20℃左右)。达到热平衡后(即外部温度显示 能代表被测器件结温时),重复上述第三个和第四个列项。 重复上述第五个列项,记录被测器件在更高温度下的热敏电压。 在坐标纸上绘制V=(T)曲线即热敏斜率曲线。取曲线上任意两点,由式(A.1)计算热敏斜率:

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B.1最大正弦半波中频通态电流额定值(适用

附录B (规范性附录) 中频通态电流额定值表示方法

通常,在下列规定条件下,以电流脉冲重复率为参变量,用最大正弦半波通态电流峰值与其持续时 间的函数关系曲线[见图B.1a)]表示最大正弦半波中频通态电流额定值: a)基准点温度; b)开通前的断态电压; c)反向电压: 注:最大通态电流与施加的反向电压有明显关系时,宜给出两条或更多的曲线。 d)开通和关断期间的门极条件; e)RC阻尼电路; f)最小维持关断间隔H。 图B.1a)为曲线的示例。图B.1b)是为说明曲线给出的波形。

B.2最大梯形波中频通态电流额定值(适用时

通常,在下列规定条件下,以电流脉冲重复率为参变量,用最大梯形波通态电流峰值与其通态电流 上升率和占空比(或电流脉冲宽度)的函数关系曲线[见图B.2a)和图B.2b)]表示最大梯形波中频通 态电流额定值: a)基准点温度; b)开通前的断态电压; c)反向电压; 注:最大通态电流与施加的反向! 给出两条或更多的曲线

图B.1最大正弦半波中频通态峰值电流表示法

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苏州实验学校二层框架结构综合楼工程施工组织设计d)开通和关断期间的门极条件; e)RC阻尼电路; f)最小维持关断间隔; g)占空比或通态电流上升率。 图B.2a)和图B.2b)为曲线的示例。图B.2c)是为说明曲线给出的波形。

b)正弦半波中频通态电流波形

图B.2最大梯形波中频通态峰值电流表示法

不同的di/de值对应不同的曲线放

c)梯形波中频通态电流波形 图B.2(续)

DB14/T 1665-2018标准下载打印日期:2014年2月24日F007

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