Eleştirel sistemlerdeki Thyristors'a Giriş

Thyristors, yüksek gerilimleri ve mevcutları güç elektroniklerinde yönetebilecek temel yarı iletken anahtarlardır. Güvenilirlikleri doğrudan kritik sistemlerin güvenliğini ve işlevselliğini etkiler - bu nedenle bu cihazların havacılık güç dönüştürücülerinden ve tıbbi defibrilatörlerden yüksek gerilimlere doğrudan akımlara kadar (H999) iletim hatları. Uydu güç otobüslerinde veya bir ızgara tarafından desteklenen bir dönüştürücüyü, mevcut endüstri standartlarına ve araştırma standartlarına göre destekleyebilir.

Seninristor Operasyonlarının Temelleri

Thyristors – özellikle silikon kontrollü retifiers (SCRs) olarak adlandırılır - dört katmanlı, üç katmanlı p-n-n cihazlar için ideal bir aşama sağlar ve hızlanan güç diğer sizinkir modları gösterir, kapıdakiler (GTO) ve entegre kapı-komünler, bu özellik onları kontrol etmek için ideal bir aşama sağlar.

Güvenilir Faktörler

Kritik uygulamalarda bir aristokratın güvenilirliği, tasarım, seçim ve operasyon sırasında yönetilmeli olan ilgili faktörlerin zincirine bağlıdır.

Malzeme Kalitesi ve İmalat Süreçleri

Thyristor güvenilirlik, yüksek gerilimli cihazlar gibi ayrımı ortadan kaldırır, yığınlama hataları veya metalik boşluklar yerelleştirilmiş sıcak noktalar veya prematüre siteleri oluşturabilir.Modern yourristors, yüksek gerilim cihazlarında üniformaya karşı çalışır.

Termal Yönetim

Junction sıcaklık (T)j) sizinristokrat yaşamınızı etkileyen en etkili parametredir.Her 10-15 °C yüksek oranda yüksek oranda T)j kritik sistemlerde, sürekli olarak, tasarımcılar, farklı katsayı ve geçici aşırı yüklemeleri hesaba katmalıdır.

Elektrik Stresleri

Overvoltages (adili vuruş veya yıldırımtan gelen gerilimler) sizinristor'un tekrarlanan zirve gerilimi aşabilir (V) RRM) ve kritik dv /dt derecelendirmesine sebep olabilir.

Uygulama Görevi ve Yük Profili

Havacılık veya tıbbi sistemlerde, aristokratlar genellikle düşük hızda çalışır, yüksek hızdar-peak-şimdilik modları. Pulse power applications demand careful match of the device's top current kabiliyet (I) ve ben).).).

Ortak Başarısızlık Modus of Thyristors

Sizinristokrat başarısızlıkları elektrik, termal veya mekanik olarak geniş ölçüde sınıflandırılabilir. Aşağıda kritik sistemlerde karşılaşılan en yaygın başarısızlık modları vardır.

Termal Runaway

Termal runaway, iç sızıntı akımı (en çok ters blokajlı bir kavim) sıcaklıkla üstlenebilir ve düşük çözünürlükli ısılar, sızıntı büyür, yüksek çözünürlükte ısıyı aşıncaya kadar daha fazla ısı üretir (yaklaşık 200-250 °C).

Kapı Tesadüf Başarısızlık Başarısızlık

Kapıda kiksi, elektrostatik deşarj (ESD) nedeniyle bozulabilir ve tekrarlanan kapı uçamaz. Belirtiler mevcut (I)GT) veya kritik sistemlerde, kapı sürücüsü devreleri limitli ve gerilimle seçilmelidir ve yourristor uygulama sıcaklık aralığı üzerindeki garantili minimum kapı duyarlılığı marjı ile seçilmelidir.

Avalanche Breakdown

Frekansın bozulması (V[DÜDÜ:0)BR[DÜDÜT:1) aşıyorsa, ters-biyalı bir kavurucu çokluplikasyonu kontrol altına almamalıdır. Modern yourristors sınırlı avalanche enerjide hayatta kalabilirken, tekrarlanan olaylar, erken başarısızlıklara yol açan sempozyumlara yol açan sefilliğe neden olur.

Elektromigrasyon ve Metalizasyon Etkileri

Yüksek akım eşitsizlikler (tipik olarak 10'un üzerinde[DDD:0)5) A/cm).2[Döneticiler) ve şu anki metal atomları azaltır, boşluklar ve tepeler yaratır.Bu yavaş yavaş yavaş yavaş direnç arttırır ve sonunda açık devreler yaratabilir.

dv/dt ve di / başarısızlıklar

Cihazın genelinde aşırı gereksiz dv /t, eğimli bir devreyi kapıdan yavaş yavaş yavaş yayılmaya zorlayan bir kuvvetle şarj edebilir, köprü devrelerinde çekime neden olur. Tipik bir düzeltme, bir Miller fikre veya ovma ağının eki olabilir. tersine, hızlı bir şekilde GTO ve IGCT'ler sırasında çok yüksek di /d.

Cosmic Radyasyon Etkileri

Uzay ve yüksek çözünürlükte ağ uygulamaları, kozmik ışınlarından atmosferli nötronlar tek başına yaralanan yakmaya (SEB) veya tek-event kapısı rupture (SEGR) göre, yüksek basınçlanmış parçalara dayanan yıkıcı hatalardır.

Mitigation Strategies

Güvenilir yourristor tabanlı sistemler dikkatli bir cihaz seçimi, devre koruma, termal tasarım ve sağlık izleme kombinasyonu gerektirir.

Termal Tasarım ve Deing

Her zaman en yüksek derece puanlı kavim ısılarını altında aristokratlarınızı işletin. Tipik silme yönergeleri T)j[D) 25-50 °C, uzun süreli uygulamalar için mutlak maksimum süre boyunca iletişim direncini azaltır ve yaşam boyu iyileştirmeyi gerektirir. Heat lavabo tasarımı en kötü durumlarını hesaba katmalıdır ve geçici termal yetersizlik için geçici ısıtılmalıdır.

Overvoltage and Overcurrent Protection

Metal-oksit varistörler (MOVs), geçici gerilim-epüre (TVS) diyotlarına ve anlık ağ çatlakları için, SOV'ler ile cihazı sıkırken, )2[FLT]

Reddans ve De-ing

Uçak güç dönüştürücüleri gibi kritik sistemlerde, yüzücülerinizi geri almak genellikle seri veya paralel olarak diyot izolasyonlarla yerleştirilir. Serisi dizeler, gerilim dengeleme dirençleri direnicileri ve sinubberleri gerektirir; paralel bağlantılar mevcut paylaşımı negatif sıcaklık katlamaları veya eşleştirilmiş cihazlarla.]TELFLT:0N + kırmızıcy).

Durum İzleme ve Olasılıklar

Gelişmiş sistemler, (V)) ), kapı sızıntısı ve V)'de bir artış, verilen mevcut olan bazı uygulamalarda, yarı iletkenliği veya yorgunluk tespit eder.Bu parametreleri takip ederek, bakım başarısız oldu.[Döneticileri takip ederek).

Eleştirel Sistemler için Test ve Kazanılan Derece

Havacılıkta kullanılan aristokratlar için reliability güvencesi, askeri ve tıbbi uygulamalar MIL-PRF-19500 veya AEC-Q101 gibi standartlarda kapsamlı bir nitelik gerektirir:

  • [FONT:0) Yüksek sıcaklık ters önyargı (HTRB)) - iyonik konteynasyon için ekran için yüksek çözünürlükte 1000 saat.
  • [FONT:0]Temperature Bisiklet (TC)) - genellikle -55 °C +150 °C için ısı yorgunluğunu doğrulamak için 500 döngüleri için.
  • [FONT:0)Power bisiklet (PC)) - operasyonel stresi simüle etmek ve tel bağı güvenilirliğini değerlendirmek için mevcut pulslarda tekrarlanır.
  • [FONT:0]Surge mevcut testler[[Dönemli I)) Sertliği doğrulamak için pulslar.

Daha yüksek stres seviyelerindeki yaşam testleri, Arrhenius veya Coffin-Manson modelleri aracılığıyla koşulları kullanmak için ekstrapolasyon sağlar.]ENGT:0)Texas Instruments' application not on power device) Bu değerlendirmeler için pratik kılavuzlar sağlar.

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Thyristors yüksek güç kritik sistemlerde temel bileşenler olarak kalır, ancak güvenilirlikleri termal, elektrik ve çevresel streslere dikkat eder. Başarısız modları anlamakla - statik runaway, kapı bozulması, avalanche arızaları, elektromigrasyon, dv /dt veya di / düklenen başarısızlıklar ve kozmik radyasyon etkiler - gelecektekiler, koruyucu bir ısıyınıyor, koruyucu tıkanıklığı ve durumu izleme gibi önlemler verebilir. Endüstri standartlarındaki testler, sadece sağlam cihazlar alanına ulaşır.