Классификация и система обозначений тиристоров
Выпускаемые с 1980 года тиристоры имеют классификацию и систему обозначений, установленные ГОСТ 20859.1-89. В основу обозначений тиристоров положен буквенно-цифровой код, состоящий из девяти элементов.
Первый элемент (буква или буквы) обозначает вид прибора: Т – тиристор; ТЛ – лавинный тиристор; ТС – симметричный тиристор (симистор); ТО – оптотиристор; ТЗ – запираемый тиристор; ТБК – комбинированно выключаемый тиристор; ТД – тиристор-диод.
Второй элемент (буква) – подвид тиристора по коммутационным характеристикам: Ч – высокочастотный (быстро включающийся) тиристор; Б – быстродействующий; И – импульсный.
Третий элемент (цифра от 1 до 9) обозначает порядковый номер модификации (разработки).
Четвертый элемент (цифра от 1 до 9) – классификационный размер корпуса прибора.
Пятый элемент (цифра от 0 до 5) – конструктивное исполнение.
Шестой элемент – число, равное значению максимально допустимого среднего тока.
Седьмой элемент – буква Х для приборов с обратной полярностью (основание корпуса – катод).
Восьмой элемент – число, обозначающее класс по повторяющемуся импульсному напряжению в закрытом состоянии (сотни вольт).
Девятый элемент – группа цифр, обозначающая сочетание классификационных параметров: (duзс/dt). Аббревиатура «зс» означает запертое состояние.
Пример условных обозначений тиристоров по ГОСТ 20859.1–89:
ТЛ171-320-10-6 – тиристор лавинный первой модификации, размер шестигранника «под ключ» 41 мм, конструктивное исполнение – штыревое с гибким катодным выводом, максимально допустимый средний ток в открытом состоянии 320 А, повторяющееся импульсное напряжение в закрытом состоянии 1000 В (10-й класс), критическая скорость нарастания напряжения в закрытом состоянии 500 В/мкс.
6. Оптоэлектронные приборы
Оптоэлектронными называют приборы, которые чувствительны к электромагнитному излучению в видимой, инфракрасной и ультрафиолетовой областях, а также приборы, производящие или использующие такое излучение.
Излучение в видимой, инфракрасной и ультрафиолетовой областях относят к оптическому диапазону спектра. Обычно к указанному диапазону относят электромагнитные волны с длиной от 1 нм до 1 мм, что соответствует частотам примерно от 0,5·10 12 Гц до 5·10 17 Гц. Иногда говорят о более узком диапазоне частот – от 10 нм до 0,1 мм (~5·10 12 …5·10 16 Гц). Видимому диапазону соответствуют длины волн от 0,38 мкм до 0,78 мкм (частота около 10 15 Гц).
На практике широко используются источники излучения (излучатели), приемники излучения (фотоприемники) и оптроны (оптопары).
Оптроном называют прибор, в котором имеется и источник, и приемник излучения, конструктивно объединенные и помещенные в один корпус.
Из источников излучения нашли широкое применение светодиоды и лазеры, а из приемников – фоторезисторы, фотодиоды, фототранзисторы и фототиристоры.
Широко используются оптроны, в которых применяются пары светодиод-фотодиод, светодиод-фототранзистор, светодиод-фототиристор.
Основные достоинства оптоэлектронных приборов:
высокая информационная емкость оптических каналов передачи информации, что является следствием больших значений используемых частот;
полная гальваническая развязка источника и приемника излучения;
отсутствие влияния приемника излучения на источник (однонаправленность потока информации);
невосприимчивость оптических сигналов к электромагнитным полям (высокая помехозащищенность).
Классификация и система обозначений тиристоров
Выпускаемые с 1980 г. тиристоры имеют классификацию и систему обозначений, установленные ГОСТ 20859.1—89. Вместе с тем в эксплуатации находятся тиристоры, система обозначений которых регламентировалась стандартами (ГОСТ 10862—72, ГОСТ 14069—72 и др.), в настоящее время отмененными. В основу обозначений тиристоров положен буквенно-цифровой код, состоящий из четырех элементов (ГОСТ 10862-72).
- Первый элемент (буква или цифра) обозначает исходный материал:
• Г, или 1, — германий;
• К, или 2, — кремний;
• А, или 3, — арсенид галлия.
- Второй элемент (буква) — вид прибора:
• Н — диодный тиристор (динистор);
• У — триодный тиристор.
- Третий элемент (число) обозначает основные функциональные возможности прибора и номер разработки:
• от 101 до 199 — диодные и незапираемые триодные тиристоры малой мощности (iос.ср< 0,3 А,iос.ср— средний ток в открытом состоянии);
• от 201 до 299 — диодные и незапираемые триодные тиристоры средней мощности ( 0,3 А ≤iос.ср≤ 10 А);
• от 301 до 399 — триодные запираемые тиристоры малой мощности (iос.ср≤ 0,3 А);
• от 401 до 499 — триодные запираемые тиристоры средней мощности ( 0,3 А ≤iос.ср≤ 10А);
• от 501 до 599 — симметричные незапираемые тиристоры малой мощности (iос.ср≤ 0,3 А);
• от 601 до 699 — симметричные незапираемые тиристоры средней мощности ( 0,3 А ≤iос.ср≤ 10 А).
- Четвертый элемент (буква) А, Б, В и т. д. обозначает типономинал прибора.
Буквенно-цифровой код тиристоров
Буквенно-цифровой код системы в соответствии с ГОСТ 20859.1—89 состоит из следующих элементов:
- первый элемент — буква или буквы, обозначающие вид прибора:
• ТЛ — лавинный тиристор;
• ТС — симметричный тиристор (симистор);
• ТЗ — запираемый тиристор;
• ТБК — комбинированно выключаемый тиристор;
- второй элемент — буква, обозначающая подвид тиристора по коммутационным характеристикам:
• Ч — высокочастотный (быстро включающийся) тиристор;
- третий элемент — цифра (от 1 до 9), обозначающая порядковый номер модификации (разработки);
- четвертый элемент — цифра (от 1 до 9), обозначающая классификационный размер корпуса прибора;
- пятый элемент — цифра (от 0 до 5), обозначающая конструктивное исполнение;
- шестой элемент — число, равное значению максимально допустимого среднего тока в открытом состоянии для тиристоров, лавинных тиристоров, оптотиристоров, комбинированно выключаемых тиристоров, максимально допустимого импульсного тока для импульсных тиристоров, максимально допустимого действующего тока для симисторов и импульсного запираемого тока для запираемых тиристоров.
Для тиристоров-диодов шестой элемент состоит из дроби, в числителе которой — значение максимально допустимого среднего тока в открытом состоянии, а в знаменателе — значение максимально допустимого среднего тока в обратном проводящем состоянии;
- седьмой элемент — буква X для приборов с обратной полярностью (основание корпуса — катод);
- восьмой элемент — число, обозначающее класс по повторяющемуся импульсному напряжению в закрытом состоянии (сотни вольт);
- девятый элемент — группа цифр, обозначающая сочетание классификационных параметров:
• ( duзс / dt )кp для низкочастотных приборов (аббревиатура «зс» означает запертое состояние, а аббревиатура «кр» — критическое значение);
• для симметричных тиристоров (симисторов) и тиристоров-диодов вместо ( duзс / dt )кp классификационным параметром является ( diос/ dt )кp. Пример условных обозначений тиристоров по ГОСТ 20859.1-89:ТЛ171-320-10-6 — тиристор лавинный первой модификации, размер шестигранника «под ключ» 41 мм, конструктивное исполнение — штыревое с гибким катодным выводом, максимально допустимый средний ток в открытом состоянии 320 А, повторяющееся импульсное напряжение в закрытом состоянии 1000 В (10-й класс), критическая скорость нарастания напряжения в закрытом состоянии 500 В/мкс.
МАРКИРОВКА БЫСТРОДЕЙСТВУЮЩЕГО ТИРИСТОРА
В зависимости от максимально допустимого значения повторяющегося импульсного напряжения в закрытом состоянии (для тиристоров) и повторяющегося импульсного обратного напряжения (для тиристоров и диодов) силовым приборам присваивается класс по напряжению. Класс обозначается числом от 1 до 60. Классу 1 соответствует максимально допустимое напряжение 100 В, классу 2 – 200 В, классу 3 – 300 В, и так далее до 60 класса, которому соответствует максимально допустимое напряжение 6000 В.
Условные обозначения групп тиристоров по критической скорости нарастания напряжения в закрытом состоянии ( du / dt ).
Некоторые типы тиристоров нормируются по критической скорости нарастания напряжения в закрытом состоянии. В соответствии с этим на тиристор наносится цифровая или буквенно-цифровая маркировка. Зависимость условных обозначений, нанесенных на тиристоры, от критической скорости нарастания напряжения приведена в таблице. Критическая скорость нарастания напряжения имеет размерность В/мкс.
№ п/п | Буквенно-цифровая маркировка | Цифровая маркировка | (duD/dt)crit, В/мкс | № п/п |
1 | 0 | 0 | Не нормируется | 1 |
2 | Р3 | 1 | 20 | 2 |
3 | Е3 | 2 | 50 | 3 |
4 | А3 | 3 | 100 | 4 |
5 | Р2 | 4 | 200 | 5 |
6 | К2 | 5 | 320 | 6 |
7 | Е2 | 6 | 500 | 7 |
8 | А2 | 7 | 1000 | 8 |
9 | Т1 | 8 | 1600 | 9 |
10 | Р1 | — | 2000 | 10 |
11 | М1 | 9 | 2500 | 11 |
12 | Л1 | — | 3200 | 12 |
13 | Н1 | — | 4000 | 13 |
14 | Е1 | — | 5000 | 14 |
15 | С1 | — | 6300 | 15 |
16 | В1 | — | 8000 | 16 |
Условные обозначения групп тиристоров по времени выключения ( tq ).
Некоторые типы небыстродействующих тиристоров нормируются по времени выключения. В соответствии с этим на тиристор наносится цифровая или буквенно-цифровая маркировка. Зависимость условных обозначений, нанесенных на тиристоры, от времени выключения приведена в таблице. Время выключения имеет размерность мкс.
№ п/п | Буквенно-цифровая маркировка | Цифровая маркировка | tq, мкс | № п/п |
1 | 0 | 0 | Не нормируется | 1 |
2 | B2 | — | 800 | 2 |
3 | C2 | — | 630 | 3 |
4 | E1 | 1 | 500 | 4 |
5 | H2 | — | 400 | 5 |
6 | K2 | — | 320 | 6 |
7 | M2 | 2 | 250 | 7 |
8 | P2 | — | 200 | 8 |
9 | T2 | 3 | 160 | 9 |
10 | X2 | — | 125 | 10 |
11 | A3 | 4 | 100 | 11 |
12 | B3 | — | 80 | 12 |
13 | C3 | 5 | 63* | 13 |
14 | E3 | — | 50* | 14 |
15 | H3 | — | 40 | 15 |
Условные обозначения групп тиристоров по времени включения ( tgt ).
№ п/п | Буквенно-цифровая маркировка | Цифровая маркировка | tgt, мкс | № п/п |
1 | 0 | 0 | Не нормируется | 1 |
2 | T3 | — | 16 | 2 |
3 | A4 | — | 10 | 3 |
4 | B4 | — | 8 | 4 |
5 | C4 | — | 6,3 | 5 |
6 | H4 | 1 | 4 | 6 |
7 | K4 | 2 | 3,2 | 7 |
8 | M4 | 3 | 2,5 | 8 |
9 | P4 | 4 | 2 | 9 |
10 | T4 | 5 | 1,6 | 10 |
11 | X4 | 6 | 1,25 | 11 |
12 | A5 | 7 | 1 | 12 |
13 | C5 | 8 | 0,63 | 13 |
14 | H5 | 9 | 0,4 | 14 |
15 | M5 | — | 0,25 | 15 |
16 | T5 | — | 0,16 | 16 |
17 | A6 | — | 0,1 | 17 |
18 | B6 | — | 0,08 | 18 |
Расшифровка климатических исполнений
Стандарт по макроклиматическому районированию, условиям эксплуатации, хранения и транспортирования изделий в части воздействия климатических факторов внешней среды, принятый на территории РФ, и определённый в ГОСТ 15150-69.
Изделия маркируются цифрами и буквами, например: д161-160-12 УХЛ4
где УХЛ.4 — предназначено для эксплуатации в районах с умеренным и холодным климатом, в закрытых, отапливаемых или охлаждаемых и вентилируемых производственных и других помещениях.
Буквенные обозначения (обозначает климатическую зону).
[У] — эксплуатация в районах с умеренным климатом.
[УХЛ] — эксплуатация в районах с умеренным и холодным климатом.
[ТВ] — эксплуатация в районах с влажным тропическим климатом.
[ТС] — эксплуатация в районах с сухим тропическим климатом.
[Т] — эксплуатация в районах как с сухим, так и с влажным тропическим климатом.
[О] — эксплуатация во всех макроклиматических районах, кроме района с очень холодным климатом (общеклиматическое исполнение).
[М] — эксплуатация в районах с умеренно-холодным морским климатом.
[ТМ] — эксплуатация в районах с тропическим морским климатом.
[ОМ] — эксплуатация в районах как с умеренно-холодным, так и тропическим морским климатом.
[В] — эксплуатация во всех макроклиматических районах, кроме макроклиматического района с очень холодным климатом (всеклиматическое исполнение).
[ХЛ] — эксплуатация в макроклиматических районах с холодным климатом.
Цифровые обозначения (означает категорию размещения).
[1] — на открытом воздухе (воздействие совокупности климатических факторов, характерных для данного макроклиматического района).
[2] — под навесом или в помещениях, где колебания температуры и влажности воздуха несущественно отличаются от колебаний на открытом воздухе и имеется сравнительно свободный доступ наружного воздуха. Например, в палатках, кузовах, прицепах, металлических помещениях без теплоизоляции, а также в оболочке изделия категории 1.
[3] — в закрытых помещениях с естественной вентиляцией без искусственно регулируемых климатических условий, где колебания температуры и влажности воздуха и воздействие песка и пыли существенно меньше, чем на открытом воздухе, например, в металлических с теплоизоляцией, каменных, бетонных, деревянных помещениях (отсутствие воздействия атмосферных осадков и влаги, прямого солнечного света).
[4] — в помещениях с искусственно регулируемыми климатическими условиями, например, в закрытых отапливаемых или охлаждаемых и вентилируемых производственных и других, в т. ч. хорошо вентилируемых подземных помещениях (отсутствие воздействия прямого или рассеянного солнечного излучения, атмосферных осадков, ветра, песка, пыли наружного воздуха и конденсации влаги).
[5] — в помещениях с повышенной влажностью (например, в не отапливаемых и невентилируемых подземных помещениях, в т. ч. шахтах, подвалах в почве, в корабельных и других помещениях, где возможно длительное наличие воды или присутствует частая конденсация влаги на стенах и потолке).
Буквенные обозначения параметров тиристоров
Согласно ГОСТ 15133-77 переключательные полупроводниковые приборы с двумя устойчивыми состояниями, имеющими три или более р-п переходов, объединяются под общим названием тиристоры.
Тиристоры работают как ключи в импульсных режимах с токами, значительно превышающими допустимые постоянные токи в открытом состоянии. Предназначены для применения в схемах преобразователей электрической энергии, импульсных модуляторов, бесконтактной регулирующей аппаратуры, избирательных и импульсных усилителей, генераторов гармоничных колебаний, инверторов и других схем, выполняющих коммутационные функции.
К основным параметрам тиристоров, устанавливаемым ГОСТ 20332-84, относятся параметры предельно допустимых режимов в закрытом состоянии, в обратном непроводящем состоянии, в открытом состоянии и по цепи управления, а также динамические и тепловые параметры:
- постоянное напряжение в закрытом состоянии Uзс — наибольшее прямое напряжение, которое может быть приложено к прибору и при котором он находится в закрытом состоянии;
- импульсное неповторяющееся напряжение в закрытом состоянии Uзс, нп— наибольшее мгновенное значение любого неповторяющегося напряжения на аноде, не вызывающее его переключение из закрытого состояния в открытое;
- постоянное обратное напряжение Uобр — наибольшее напряжение, которое может быть приложено к прибору в обратном направлении;
- обратное напряжение пробоя Uпроб — обратное напряжение прибора, при котором обратный ток достигает заданного значения;
- напряжение переключения Uпрк — прямое напряжение, соответствующее точке переключения (перегиба вольт-амперной характеристики);
- напряжение в открытом состоянии Uос — падение напряжения на тиристоре в открытом состоянии;
- импульсное напряжение в открытом состоянии Uос, и— наибольшее мгновенное значение напряжения в открытом состоянии, обусловленное импульсным током в открытом состоянии заданного значения;
- импульсное отпирающее напряжение Uот, и— наименьшая амплитуда импульса прямого напряжения, обеспечивающая переключение (динистора, тиристора) из закрытого состояния в открытое;
- постоянное отпирающее напряжение управления Uу, от — напряжение между управляющим электродом и катодом тринистора, соответствующее отпирающему постоянному току управления;
- импульсное отпирающее напряжение управления Uу, от, и — импульсное напряжение на управляющем электроде, соответствующее импульсному отпирающему току управления;
- неотпирающее постоянное напряжение управления Uу, нот— наибольшее постоянное напряжение на управляющем электроде, вызывающее переключение тринистора из закрытого состояния в открытое;
- повторяющиеся импульсное напряжение в закрытом состоянии Uзс, п — наибольшее мгновенное значение напряжения в закрытом состоянии, прикладываемого к тиристору, включая только повторяющиеся переходные напряжения;
- повторяющееся импульсное напряжение Uобр, п — наибольшее мгновенное значение обратного напряжения, прикладываемого к тиристору, включая только повторяющиеся переходные напряжения;
- запирающее постоянное напряжение управления Uу, з — постоянное напряжение управления тиристора, соответствующее запирающему постоянному току управления;
- запирающее импульсное напряжение управления Uу, з, и — импульсное напряжение управления тиристора, соответствующее запирающему току управления;
- незапирающее постоянное напряжение Uу, нз — наибольшее постоянное напряжение управления, не вызывающее выключение тиристора;
- пороговое напряжение Uпор— значение напряжения тиристора, определяемое точкой пересечения линии прямолинейной аппроксимации характеристики открытого состояния с осью напряжения;
- постоянный ток в закрытом состоянии Iзс— ток в закрытом состоянии при определенном прямом напряжении;
- средний ток в открытом состоянии Iос, ср— среднее за период значение тока в открытом состоянии;
- постоянный обратный ток Iобр— обратный анодный ток при определенном значении обратного напряжения;
- ток переключения Iпрк— ток через тиристор в момент переключения (Uпрк и Iпркуказываются только для динисторов);
- повторяющийся импульсный ток в открытом состоянии Iос, п— наибольшее мгновенное значение тока в открытом состоянии, включая все повторяющиеся переходные токи;
- ударный ток в открытом состоянии Iос, упр— наибольший импульсный ток в открытом состоянии, протекание которого вызывает превышение допустимой температуры перехода, но воздействие которого за время срока службы тиристора предполагается с ограниченным числом повторений;
- постоянный ток в открытом состоянии Iос— наибольшее значение тока в открытом состоянии;
- повторяющийся импульсный ток в открытом состоянии Iос, п— наибольшее мгновенное значение тока в открытом состоянии, включая все повторяющиеся переходные токи;
- повторяющийся импульсный ток в закрытом состоянии Iзс, п— импульсный ток в закрытом состоянии, обусловленный повторяющимся импульсным напряжением в закрытом состоянии;
- повторяющийся импульсный обратный ток Iобр, п— обратный ток, обусловленный повторяю- щимся импульсным обратным напряжением;
- отпирающий постоянный ток управления Iу, от— наименьший постоянный ток управления, необходимый для включения тиристора (из закрытого состояния в открытое);
- отпирающий ток управления Iу, от, и— наименьший импульсный ток управления, необходимый для включения тиристора;
- запирающий импульсный ток управления Iу, з, и— наибольший импульсный ток управления, не вызывающий включение тиристора;
- ток удержания Iуд— наименьший прямой ток тиристора, необходимый для поддержания тиристора в открытом состоянии;
- ток включения тиристора Iвкл— наименьший основной ток, необходимый для поддержания тиристора в открытом состоянии после окончания импульса тока управления после переключения тиристора из закрытого состояния в открытое;
- запираемый ток тиристора Iз— наибольшее значение основного тока, при котором обеспечивается запирание тиристора по управляющему электроду;
- средняя рассеиваемая мощность Pср— сумма всех средних мощностей, рассеиваемых тиристоров;
- время включения тиристора tу, вкл, tз, вкл— интервал времени, в течение которого тиристор включается отпирающим током управления или переключается из закрытого состояния в открытое импульсным отпирающим током;
- время нарастания tу, пнр, tнр— интервал времени между моментом, когда основное напряжение понижается до заданного значения, и моментом, когда оно достигает заданного низкого значения при включении тиристора отпирающим током управления или переключении импульсным отпирающим напряжением;
- время выключения tвыкл— наименьший интервал времени между моментом, когда основной ток тиристора после внешнего переключения основных цепей понизится до нуля, и моментом, в который определенное основное напряжение проходит через нулевое значение без переключения тиристора;
- критическая скорость нарастания напряжения в закрытом состоянии (Uзс /dt)кр— наибольшее значение скорости нарастания напряжения в закрытом состоянии, которое не вызывает переключение тиристора из закрытого состояния в открытое;
- критическая скорость нарастания коммутационного напряжения (Uзс /dt)ком— наибольшее значение скорости нарастания основного напряжения, которое после нагрузки током в открытом состоянии или обратном проводящем состоянии в противоположном направлении не вызывает переключение тиристора из закрытого состояния в открытое.
Расшифровка обозначения групп динамических параметров силовых тиристоров
Расшифровка обозначения групп динамических параметров силовых тиристоров цифровым или буквенно-цифровым кодом согласно ГОСТ 20859.1-89.
Маркировка тиристора лавинного
ТЛ271-250-10-7Т2-УХЛ2:
Т | Л | 2 | 7 | 1 | — | 250 | — | 10 | — | 7 | Т2 | — | УХЛ | 2 |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 |
- Т — тиристор;
- Л — лавинный;
- 2 — порядковый номер конструкции;
- 7 — обозначение размера корпуса;
- 1 — обозначение конструктивного исполнения корпуса;
- 250 — максимально допустимый средний ток в открытом состоянии, А;
- 10 — класс по напряжению;
- 7* — группа 7 по критической скорости нарастания напряжения в закрытом состоянии;
- Т2* — группа Т2 по времени выключения;
- УХЛ — климатическое исполнение;
- 2 — категория размещения.
Расшифровка условного обозначения групп динамических параметров
тиристоров низкочастотных лавинных:
(dvD/dt)crit — группа по критической скорости нарастания напряжения в закрытом состоянии
tq — группа по времени выключения
Маркировка тиристора быстродействующего импульсного
ТБИ353-1000-22-А2Р3Н4-УХЛ2:
Т | Б | И | 2 | 5 | 3 | — | 1000 | — | 22 | — | А2 | Р3 | Н4 | — | УХЛ | 2 |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 |
- Т — тиристор;
- Б — быстродействующий;
- И — импульсный;
- 3 — порядковый номер конструкции;
- 5 — обозначение диаметра корпуса;
- 3 — обозначение конструктивного исполнения корпуса;
- 1000 — максимально допустимый средний ток в открытом состоянии, А;
- 22 — класс по напряжению;
- А2* — группа А2 по критической скорости нарастания напряжения в закрытом состоянии;
- Р3* — группа Р3 по времени выключения;
- Н4* — группа Р4 по времени включения;
- УХЛ — климатическое исполнение;
- 2 — категория размещения.