Application Manual Power Semiconductors - Deutsche ... - Semikron

4 Applikationshinweise für Thyristoren und Netzdioden
mittlere Steuerverlustleistung von 5 W kommen. Mit 115 W gehen wir in das rechte Diagramm. Bei
T a
= 45 °C Umgebungstemperatur darf der Gesamtwärmewiderstand höchstens R th(j-a)
= 0,70 K/W
betragen (rote Linie). Aus Bild 4.1.6 folgt für Rechteckströme von Q =120° ein Wärmewiderstand
R th(j-c)
= 0,137 K/W. Dazu kommt der Übergangs-Wärmewiderstand R th(c-s)
= 0,015 K/W und der Kühlkörper-Wärmewiderstand
R th(s-a)
von 0,5 K/W. Das ergibt zusammen R th(j-a)
= 0,652 K/W, liegt also
unter 0,70 K/W.
Mit diesem Thyristor wird also die geforderte Strombelastung erreicht. Aus Bild 4.1.7 ergibt sich für
100 A bei Rechteckstrom Q = 120° eine maximale Gehäusetemperatur T c
= 115°C (zur Kontrolle).
Während Bild 4.1.5 unabhängig von der Betriebsfrequenz gültig ist, gilt Bild 4.1.6 und damit auch
Bild 4.1.7 nur für 40 bis 60 Hz. Bei höheren Frequenzen nähern sich die Wechselstrom-Wärmewiderstände
dem Gleichstrom-Wärmewiderstand, der bei 500 Hz praktisch erreicht ist. Wenn man
Bild 4.1.6 bis zu etwa 120 Hz unverändert anwendet, geht man also sicher.
Bild 4.1.7 Dauergrenzstrom I TAV
als Funktion der Gehäusetemperatur T c
bei reinem Gleichstrom (cont.),
angeschnittenen Sinusschwingungen (sin.) und Rechteckpulsen (rec.). Parameter: Stromflusswinkel
Q
Thyristoren mit Scheibengehäusen können einseitig oder beidseitig gekühlt werden. Demgemäß
haben bei diesen Thyristoren die Diagramme des Wärmewiderstandes als Funktion des Stromflusswinkels
(analog zu Bild 4.1.6) zwei Kurvenpaare für einseitige (SSC) und doppelseitige (DSC)
Kühlung.
Bild 4.1.5 hingegen bleibt hiervon unberührt. Je nach der Kühlung werden lediglich für R th(j-a)
verschiedene
Werte eingesetzt, die sich aus den Wärmewiderstands-Diagrammen ergeben.
4.1.3.2 Belastung bei Kurzzeit- und Aussetzbetrieb
Die bei Kurzzeit- oder Aussetzbetrieb zulässige Belastung wird für Thyristoren genauso berechnet
wie für Gleichrichterdioden (vgl. Kap 4.1.2). Den für die Berechnung maßgebenden transienten
Pulswärmewiderstand Z (th)p
erhält man durch die Addition des aus den Kurven (Beispiel Bild 4.1.8)
ermittelten Z (th)t
mit dem tabellarisch angegebenen Zusatzwärmewiderstand Z (th)z
. Dieser Zusatzanteil
berücksichtigt das Pulsieren der Sperrschichttemperatur im Takt der Betriebsfrequenz.
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