Устройство для измерения теплового сопротивления тиристора Советский патент 1982 года по МПК G01R31/26 

С5) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕПЛОВОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ТИРИСТОРА

. , :

Изобретение относится к полупроводниковой технике и предназначено для определения теплового сопротивления силовых тиристоров и диодов.

Известно устройство для определе ния теплового сопротивления силовых полупроводниковых приборов, содержащее источники силового (грещёгр)и измерительного тока, а Уакже приборы для замера напряжений на выводах полупроводниковых приборов в цепи .СЦ.

Недостаток известного устройства связан с его значительной погреашбстью, вследствии нелинейной зависимости напряжения на полупроводниковом приборе от тока.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для измерения теплового сопротивления полупроводникового прибора, содержащее источник импульсного греющего тока и измерительный шунт, включенные последовательно с объектом измерения, источник импульсов /

стабилизированного тока, включенный параллельно объекту измерения усилители , подключенные к измерительному шунту и объекту измерения, и подключенный к усилителям счетно-решающий блок, на мультипликаторе и регулируемом блоке с калиброванным электрическим сопротивлением 121,

Недостатки известного - низкая точность измерений и cлoжнoctь уст10ройства.

Цель - повышение точности измерения и упрощение устройства.

Поставленная цель достигается теМ, что в устройство для измерения теплЬt5вого сопротивления тиристора, содер жащее источник прямоугольных импульсов греищего тока, первый выход которого подключен к первому входу пер2и вого дифференциального усилителя и первому выводу измерительного шунта ,i второй вывод котЪрого соединен с клеммой для подключения катода испытуемого тиристора и общей шиной,вто391рой 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, вь ходом источника ста- билизированного измерительного тока и входом второго дифференциального усилителя, второй вход которого соединен с выходом второго источника регулируемого напряжения, введены генератор линейно-изменяющегося напря-. .жения, блок деления, блок управления, управляемая дифференцирующая цепь и два регистрирующих блока, причем выход управляемой дифференцирунэщей цепи подключен к входу одного регистрирующего блока, выход которого соединен с s 23, являющуюся выходной клеммой уст-

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 jg определяют как отношение разности подключения анода испытуемого тиристо- . температур р-п-перехода и корпуса ра, а второй вход - с входной клеммой устройства, третий вход - с первым выходом блока управления, второй выход которого соединен с одним входом генератора линейно-изменяющегося напряжения, другой вход которого подключен к выходу первого дифференциального усилителяj а выход соединен с входом управляемой дифференцирующей Цепи управляющий вход которой соединен с выходом второго дифференциального усилителя, третий выход блока управления соединен с входом генератора импульсов, при этом управляемая дифференцирующая цепь содержит конденсатор,диск и полевой транзистор, первая обкладка конденсатора соединена с входом управ ляемой 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. На фиг. 1 - изображена структурная схема устройства; на фиг, 2 - графироиства.

Устройство работает следующим образом.

Тепловое сопротивление тиристора 3 ки, характеризующие работу всего устройства. Устройство предназначено для измерения теплового сопротивления тиристора и содержит испытуемый тиристор 1, источник 2 прямоугольных импульсов греющего тока, блок 3 управления, генератор Ц импульсов для включения тиристора и источник 5 стабилизированного измерительного тока, измерительний шунт 6, источники 7 и 8 регулируемого напряжения, дифференциальный усилитель 9, генератор 10 линейно изменяющегося напряжения, дифференциальную цепочку 11, содержащую конденсатор 12, диод 13, полевой, транзистор Ц в качестве управляемого резистора, регистрирующий блок -15, дифференциальный усилитель 1б,регистрирующий блок 17, блок 18 деления и клеммы 19-21 для подключения испытуемого т фистора, входную клемму 22 для подключения датчика темпе- . ратуры корпуса тиристора и клемму тиристора к мощности потерь энергии в тиристоре. Напряженкз с шунта 6, пропорциональное силе греющего тока, через усилитель 9 влияет на скорость нарастания выходного напряжения генератора 10. Напряжение с тиристора 1 (клемма 20) через усилитель 16 влияет на сопротивление полевого транзистора k дифференцирующей цепомкиСостояние тиристора 1 в процессе выполнения измерений поддерживается во включенном состоянии от источника 5 стабилизированного измерительного тока. Процесс измерений заключается в переменной подаче греющих и измерительных, а также только измери- / тельных импульсов. При этом, разность температур р-п-перехода тиристора 1 и его корпуса фиксируется и усиливается блоком 17 при протекании только измерительного тока, а мощность потерь от импульса греющего тока, генерируемого источником 2, фиксируется блоком 15. Мощность потерь определяется следующим образом. В течен.з импульса греющегс тока на вхой генератора 10 поступает напряжениеIfex;, К/1 1уд где ly/i - греющий ток, протекающий в силовой цепи| Ку - коэффициент 5 величина которого зависит от величины шунта 6 и коэффициента усиления усилителя 9. Одновременно на вход полевого транзистора Il в цепочки 11 посту пает напряжение 2 где - падение напряжения на тиристоре 1 от греющего тока;К - коэффициент усиления усилителя 16. Скорость нарастания выходного нап ряжения генератора пропорциои IVнальнанг RUCпропорционально 11 ление цепочки dU-i „ „ ,3F .торционально ,, тгр- Кд- Используя простейшие математические выражения для эквивалентной схем дифференцирующей цепочки 11, получаю U2 K -K -Kj-K CVv, .1,, , U2 KS PV,. где Ui - напряжение, на цепочки 11; Ру - мощность потерь. Минимальная ошибка при измерениях dUa 0. Это достига будет в случае ется подбором величины С при заданном диапазоне изменения напряжения на выходе генератора 10 и длител ности импульса греющего тока ta. Напряжение в конце импульса греюдего тока фиксируется бло.ком 15 и подается на блок 18 деления, куда через |блок 17 в течение паузы импульса грею щего тока поступает усиленная разност падения напряжения на испытуемом тиристоре 1 от стабилизированного изме рительного тока, реализуемого источником 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 Л1. Фик--, Сопроти сация результата может производиться, например, импульсным цифровым вольтметром, отградуированном в размерности теплового сопротивления. Исследование устройства показываег, мто оно отличается простотой и относительно высокой точностью измерения теплового сопротивления тиристора. Формула изобретения 1. Устройство для измерения теплового сопротивления тиристора, содержащее источник прямоугольных импульсов греющего тока, первый выхбд которого подключен к первому входу первого дифференциального усилителя и первому выводу измерительного шунта,вто рой выход которого соединен с клеммой для подключения катода испытуемого ти.ристора и общей шиной, второй вход первого дифференциального усилителя подключен к выходу первого источника регулируемого напряжения, клемма для подключения управляющего электрода испытуемого тир.истора 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 стзбилизироваиного измерительного тока и входом второго дифференциального усилителя, второй вход которого соединен с выходом второго источника регулируемого напряжения, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены генератор линейно- изменяющегося напряжения, блок деления, блок управления, управляемая дифференцирующая цепь и два регистрирующих блока, 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 вы од которого соединен с одним входом

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 дифференциального усилителя, третий выход блока управления соединен с входом генератора импульсов.

2, Устройство по п. 1, о т л и -чающееся тем, что управляемая дифференцирующая цепь содержит конденсатор, диод и полевой транзистор, причем первая обкладка конденсатора 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.

Источники информации, принять1е во внимание при экспертизе

кл. G 01 R 31/22, 1971 (прототип).

W

фрШ

N

s

%

VB.

18

-/l

/

Фш.г.