Устройство для измерения теплового сопротивления тиристора

 

ОП ИСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 918903

Союз Советсыик

Социвлистичесыик

Республик (61) Дополнительное к авт. с вид-ву (22) Заявлено 270680 (21) 2946581/18-21 с присоединеииеазаявки яв(23)йриоритет(5l )N. Кл.

G 01 R 31/26 Ьвударстааннн3 квинтет

СССР дю делам нзабретвннй н открытнй (53) УДК 621. 382. . 3 (088. 8) Опубликовано 070432 Бюллетень М 13

Дата опубликования описания 070482

Э.А.Бренцис, У.Я.Лейманис, В. и В.П.Феоктистов (72) Авторы изобретения

Московский институт инженеро транспорта (71) Заявитель. l (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕПЛОВОГО

СОПРОТИВЛЕНИЯ ТИРИСТОРА

Изобретение относится к полупро" ,водниковой технике и предназначено,.;, для определения теплового сопротивления силовых тиристоров и диодов.

Известно устройство для определения теплового сопротивления силовых полупроводниковых приборов; содержащее источники силового (греющего)и измерительного тока, а также прйборы для замера напряжений на выводах полупроводниковых приборов в цепи Elf.

Недостаток известного устройства связан с его значительной погреаностью, вследствии нелинейной зависимости напряжения на полупроводнико вом приборе от тока.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является уст" ройство для измерения теплового сопротивления полупроводникового прибора, содержащее источник импульсного греющего тока и измерительный шунт, включенные последовательно с объектом измерения, источник импульсов стабилизированного т ха, включенный параллельно объекуу измерения усилители, подключенные к измерительному шунту и объекту измерения, и подключенный к усилителям счетно-решаюыий блок, на мультипликаторе и регулируемом блоке .с калиброванным электрическим сопротивлением (21.

Недостатки известного - низкая точность измерений и сложность устто ройства.

Цель - повышение точности измерения и упрощение устройства.

Поставленная цель достигается тей, что в устройство для измерения теплбвого сопротивления тиристора, содер".

magee источник прямоугольных импуль-сов греющего тока, первый выход которого подключен к первому входу пер- вого диФФеренциального усилителя и первому выводу измерительного шунта, второй вывод которого соединен с клеммой для подключения катода испытуемого тиристора и общей шиной,вто

5 о

20 торого подключен к выходной клемме устляемой дифференцирующей цепи, вторая обкладка подключена к стоку полевого транзистора, аноду диода и выходу упНа фиг. 1 - изображена структурная схема устройства; на фиг. 2 - графи3 918903 4 рой вход первого дифференциального ки, характеризующие работу всего устусилителя подключен к выходу первого ройства. источника регулируемого напряжения, Устройство предназначено для изклемма для подключения управляющего мерения теплового сопротивления тиэлектрода испытуемого тиристора под- ристора и содержит испытуемый тирисключена к первому выходу генератора тор 1, источник 2 прямоугольных имимпульсов, второй выход которого сое- пульсов греющего тока блок 3 управ» динен с входом источника стабилизиро- ления, генератор 4 импульсов для ванного измерительного тока, клемма включения тиристора и источник стадля подключения анода испытуемого ти- билизированного измерительного тока, ристора соединена с вторым выходом измерительний шунт 6, источники 7 и источника прямоугольных импульсов 8 регулируемого напряжения дифференгреющего тока, выходом источника ста циальный усилитель 9, генератор 10 билизированного измерительного то- линейно изменяющегося напряжения, ка и входом второго дифференциально- дифференциальную цепочку 11, содержаго усилителя, второй вход которого соединен с выходом второго ист 4ника в качестве в качестве управляемого регулируемого напряжения, введены ге . резистора регистрирующи" о -15, нератор линейно-изменяющегося напря : дифференциальный усилитель 16 регист» .жения, блок деления, блок управления» рирующий блок 17, блок 18 деления и управляемая дифференцирующая цепь и клеммы 19 - 21 для подключения испыдва регистрирующих блока, причем вы- туемого т 1ристора, входную клемму ход управляемой дифференцирующей цепи .22 для подключения датчика темпеподключен к входу одного регистрирую- ратуры корпуса тиристора и клемму щего блока, выход которого соединен с 5 23, являющуюся выходной клеммой уст1 первым входом блока деления, выход ко- ройства.

Устройство работает следующим обройства, а второй вход - к выходу дру- разом. гого регистрирующего блока, первый Тепловое сопротивление тиристора вход которого соединен с клеммой для зо 1 определяют как отношение разности подключения анода испытуемого тиристо, температур р-и-перехода и корпуса ра, а второй вход " с входной клеммой тиристора к мощности потерь энергии устройства, третий вход - с первым вы" в тиристоре. ходом блока управления, второй выход Напряжение с шунта 6, пропорциокоторого соединен с одним входом ге- нальное силе греющего тока, через

35 нератора линейно-изменяющегося напря- усилитель 9 влияет на скорость нажения, другой вход которого подклю- растания выходного напряжения генечен к выходу первого дифференциально- ратора 10. Напряжение с тиристора 1 го усилителя; а выход соединен с вход- (клемма 20) через усилитель 16 влидом управляемой дифференцирующей цепи» яет на сопротивление полевого тран4О управляющий вход которой соединен с зистора 14 дифференцирующей цепочвыходом второго дифференциального уси- ки 11. лителя, третий выход блока управления . Состояние тиристора 1 в процессе соединен с входом генератора импуль- выполнения измерений поддерживается сов, при этом управляемая дифференци" во включенном состоянии от источни45 рующая цепь содержит конденсатор, диск ка g стабилизированного измерительнои полевой транзистор, первая обкладка го тока. Процесс измерений заключаетконденсатора соединена с входом управ- ся в переменной подаче греющих и измерительных, а. также только измери" .50 тельных импульсов. При этом, разность температур р-и-перехода тиристора 1 равляемой дифференцирующей цепи, исток и его корпуса фиксируется и усилиполевого транзистора соединен с като- вается блоком 17 при протекании тольдом диода и общей шиной, а затвор - ко измерительного тока, а мощность с управляющим входом управляемой диф- потерь от импульса греющего тока, ференцирующей цепи ° 55 генерируемого источником 2, фиксируется блоком 15.

Мощность потерь определяется следующим образом.

В течен .з импульса греющегс тока на вхщ генератора 10 поступает напряжение

Us,= KA IV% где Iq< - греющий ток, протекающий в силовой цепи;

Кл - коэффициент, величина которого зависит от величинышунта 6 и коэффициента усиления усилителя 9. 1о

Одновременно на вход полевого транзистора 14 в цепочки 11 посту- пает напряжение

ЦЬм2 К2 v< где Vv„ - паденйе напряжения на ти- >s ристоре 1 от греющего тока;

К - коэффициент усиления усилителя 16.

Скорость нарастания выходного нап-ю спул ряжения генератора 10 пропорцио", Й0» нальна Vg„„ Zt — = К„.Кз .Х,д . Сопротивление цепочки 11 Rqq пропорционально 2$ . dU<

U8» д = 4 Кь Iv . л юрционально 13@,2, < — = К К 1„л .

Используя простейшие математичес-;З0 кие выражения для эквивалентной схемы дифференцирующей цепочки 11, получают

02 Кл КЯ К КФ C Uvi I%1, или 12 = К5 Р4 где Ua - .напряжение на цепочки 11;

P« - мощность потерь.

Минимальная ошибка при измерениях

dU будет в случае = О. Это достигаdt ется подбором величины R„c "С при заданном диапазоне изменения напряжения на выходе генератора 10 и длительности импульса греющего тока йц .

Напряжение в конце импульса гревфЯ дего тока фиксируется блоком 15 и подается на блок 18 деления, куда через блок 17 в течение паузы импульса греющего тока поступает усиленная разность падения напряжения на испытуемом тиристоре 1 от стабилизированного изме50 рительного тока, реализуемого источ- ником 5, и напряжения, пропорционального температуре корпуса, снимаемого с клеммы 22. Блок 18 выполняет операцию деления мгновенных значений указанных напряжений в конце импульса греющего тока и формирует результат в .течение заданного времени bt. Фик, 3 6 сация результата может производиться у например, импульсным цифровым вольтметром, отградуированном в размерносТи теплового сопротивления.

Исследование устройства показывает, что оно отличается простотой и относительно высокой очностью измерения теплового сопротивления тиристора.

Формула изобретения

1. Устройство для измерения тепло" вого сопротивления тиристора, содерmagee источник прямоугольных импульсов греющего тока, первый выход которого подключен к первому входу перво" го дифференциального усилителя и первому выводу измерительного шунта,второй выход которого соединен с клеммой для подключения катода испытуемого тиристора и общей шиной, второй вход первого дифференциального усилителя подключен к выходу первого источника регулируемого напряжения, клемма для подключения управляющего электрода испытуемого тиристора подключена к первому выходу генератора импульсов, второй выход которого соединен с входом источника стабилизированного измерительного тока, клемма для подключения анода испытуемого тиристора соединена с вторым выходом источника прямоугольных импульсов греющего тока, выходом источника стабилизированного измерительного тока и входом второго дифференциального усилителя, второй вход которого соединен с выхо1 дом второго источника регулируемого напряжения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены генератор линейно- изменяющегося напряжения, блок деления, блок управления, управляемая дифференцирующая цепь и два регистрирующих ьлока, причем выход управляемой дифференцирующей цепи подключен к входу одного регистрирующего блока, выход которого соединен с первым входом блока деления, выход которого подключен к выходной клемме устройства, а второй вход - к выходу другого регистрирующего блока, первый вход которого соединен с клеммой для подключения анода испытуемого тиристора, а второй вход с входной клеммой устройства," третий .вход — с первым выходом блока управления, второй выход которого соединен с одним входом с генератора линейно-изменяющегося напряжения, другой вход которого подключен к выходу первого дифференциального усилителя, а выход соединен с входом управляемой дифференцирующей цепи, управляющий вход которого соединен с выходом второго дифференци" ального усилителя, третий выход блока управления соединен с входом генератора импульсов.

2. Устройство по и. 1, о т л им а ю щ е е с я тем, что управляемая дифференцирующая цепь содержит конденсатор, диод и полевой транзистор, причем первая обкладка конден8903 8 сатора соединена с входом управляемой дифференцирующей цепи, вторая обкладка подключена к стоку полевого транзистора, аноду диода и выходу управляемой дифференцирующей цепи, исток полевого. транзистора соединен с катодом диода и общей шиной, а затвор - с управляющим входом управляемой дифференцирующей цепи. о Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Авторское свидетельство СССР и 381046, кл. G 01 R 31/26, 1970.

2. Патент ГДР и 90588, кл. G 01 R 31/22, 1971 (прототип), 918903

Фиа 2

Составитель Н.Вивиов

Редактор H.Ãóíüêî Техред M. Гергель Корректор И.Демчик

ЮЮ Ю

Заказ 2132/29 Тираж JI9 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 3-35, Раушская наб., д, 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4