Application Manual Power Semiconductors - Deutsche ... - Semikron

3 Datenblattangaben für MOSFET, IGBT, Dioden und Thyristoren
lastung bis zum Stoßstrom-Grenzwert zulässig. Mit Rücksicht auf mögliche Veränderungen der
Kühlbedingungen (z.B. Staubablagerung), Erhöhung der Umgebungstemperatur, Erwärmung
durch benachbarte Bauteile usw. wird empfohlen, den Dauergrenzstrom nur zu etwa 80% auszunutzen.
Der Anstieg des Dauergrenzstroms mit abnehmender Gehäusetemperatur bricht bei
Erreichen des höchstzulässigen Durchlassstrom-Effektivwertes (hier 150 A) ab, da dieser im Dauerbetrieb
nicht überschritten werden darf.
Durchlassstrom-Effektivwert I TRMS
Effektivwert des Durchlassstromes, gemittelt über eine volle Periode der Betriebsfrequenz. Der
höchstzulässige Wert gilt für beliebige Stromkurvenformen, Stromflusswinkel und Kühlbedingungen.
Er ist bedingt durch die Strombelastbarkeit der Verbindungen im Inneren des Thyristorgehäuses
und der äußeren Anschlüsse.
Stoßstrom-Grenzwert I TSM
Scheitelwert eines Durchlass-Stromstoßes in Form einer Sinus-Halbschwingung 10 ms oder
8,3 ms (50 oder 60 Hz), den der Thyristor im Störungsfall (Kurzschluss) ohne Schaden übersteht,
wenn er nur selten während der Lebenszeit des Thyristors auftritt. Der Wert für 8.3 ms ist etwa
10% höher als der 10 ms-Wert. Der Stoßstrom-Grenzwert wird ermittelt als höchster Strom, den
alle Bauelemente einer Anzahl von Mustern während der Produktqualifizierung gerade noch überlebt
haben.
Darüber hinaus werden auch Werte für Halbschwingungsdauern unter 8,3 ms sowie für mehrere
aufeinander folgende Halbschwingungen in Form von Kurven (sog. Grenzstromkennlinien)
angegeben. Die Werte oberhalb 10 ms gelten für Sinus-Halbschwingungen von 10 ms Dauer,
die im Abstand von 20 ms aufeinander folgen. Bei der Beanspruchung eines Thyristors mit dem
Stoßstrom-Grenzwert treten kurzzeitig Sperrschichttemperaturen bis zu 400°C auf. Daher geht
die Sperrfähigkeit in Vorwärtsrichtung vorübergehend verloren. Tritt unmittelbar im Anschluss an
eine Beanspruchung mit dem Stoßstrom-Grenzwert eine Sperrspannung in Rückwärtsrichtung auf
(selbstheilender Kurzschluss), so sind geringere Stoßstrom-Grenzwerte zulässig als ohne nachfolgende
Spannungsbeanspruchung (Bild 3.2.14):
--
0 · V RRM
: Ohne Sperrspannungsbeanspruchung
--
½ · V RRM
: Beanspruchung mit der Hälfte der höchstzulässigen periodischen Spitzensperrspannung
--
1 · V RRM
: Beanspruchung mit dem vollen Wert.
2.0
I T(OV)
1,8
I TSM
1.6
1.4
1.2
1.0
100 A -Thyristor
I TSM(25°C) = 2000 A
I TSM(130°C) = 1750 A
0 V RRM
0.5 V RRM
1 V RRM
0.8
0.6
0.4
1 t 10 100 ms 1000
Bild 3.2.14 Im Störungsfall zulässige Überströme I T(OV)
im Verhältnis zum Stoßstrom-Grenzwert für 10 ms
I TSM
bei verschiedenen Sperrspannungsbeanspruchungen unmittelbar nach dem Ende der letzten
Stromhalbschwingung als Funktion der Zeit t
147