Электронные компоненты для силовой электроники от ОАО «НЭВЗ-Союз»

№ 2’2009
PDF версия
Холдинговая компания «НЭВЗ-Союз» многие годы специализируется на выпуске электронных приборов силовой электроники специального назначения, в том числе электронных компонентов для радиотехнических устройств СВЧ-диапазона, высокотехнологичных гибридных интегральных модулей СВЧ, полупроводниковых диодов, ограничителей, транзисторов и других электронных приборов.

Роман Куландин

Станислав Новотный

В связи с изменением ситуации на рынке, в результате конверсионных процессов на предприятии получили развитие базовые технологии, связанные ранее с производством специальных СВЧ-приборов: это производство вакуумно-плотной алюмооксид-ной керамики и изделий на ее основе; разработка и производство вакуумной коммутационной аппаратуры; производство тугоплавких металлов; разработка и изготовление новых мощных силовых полупроводниковых приборов.

Предпосылки к разработке и освоению на предприятии силовых полупроводниковых приборов таковы:

  • изменение ситуации на рынке силовой электроники в связи с обострением проблемы энергосбережения и увеличением спроса на преобразовательную технику;
    изменение ситуации на рынке силовой электроники в связи с обострением проблемы энергосбережения и увеличением спроса на преобразовательную технику;

  • переоснащение керамического производства алю-мооксидной керамики на основе высокотехнологичного оборудования, которое позволило освоить и начать поставки высококачественных металло-керамических таблеточных и штыревых корпусов для силовых диодов и тиристоров;

  • наличие на предприятии технологической линии по обработке кремния, которая позволяет с высокой точностью (до единиц нм) выполнять операции по формированию структур кремниевых элементов силовых приборов.

Сотрудничество со специалистами ГУП ВЭИ им. Ленина, г. Москва, наличие в компании опытных разработчиков и технологов, а также современного оборудования, применявшегося ранее в гибридной микроэлектронике, позволило предприятию «НЭВЗ-Союз» выполнить разработки и освоить новый класс силовых полупроводниковых приборов — мощных кремниевых резисторов.

Полупроводниковые кремниевые резисторы предназначены для работы в снабберных RС-цепях преобразователей, силовых установках постоянного и переменного тока, так как выполняют функции защиты и регулирования. Резисторы конструктивно выполнены в таблеточном исполнении, потому что позволяют обеспечить удобный монтаж и использовать единую систему охлаждения с другими силовыми полупроводниковыми приборами — тиристорами и диодами.

Таблица 1. Габаритные размеры

Тип D1, мм D2, мм H, мм Масса, кг, не более № рисунка
РК133M 45 27 14,5 0,09
РК143 58 38 20,5 0,25
РК153 73 51 26 0,6
РК173 105 78 26 1,6
РК273 105 78 26 1,6

По сравнению с другими резисторами, применявшимися ранее для аналогичных целей, таблеточные резисторы имеют ряд преимуществ:

  • Высокая точность поддержания величины сопротивления резистивного слоя в диапазоне температур (10% в интервале 20…125 °С).

  • Низкое значение собственной индуктивности (<5 нГн), что позволяет использовать их в качестве измерительных шунтов при токах до 100 кА со скоростью нарастания >20 кА/мкс.

  • Высокая надежность при эксплуатации приборов обеспечивает ресурс в 2–3 раза выше, чем у сопоставимых по мощности обычных резисторов (ТВО, МОУ, С5-4ОВ).

  • Высокие значения отношения номинальной мощности рассеяния к объему резистора (в 5–6 раз выше, чем в обычных резисторах). Резисторы соответствуют техническим условиям ТУ 6191-014-35568062-2006.

Таблица 2. Основные характеристики резисторов

Основные характеристики РК133М РК143 РК153 РК173 РК273
Диапазон номинальных сопротивлений, Ом, при Т = 25 °С 0,56÷39 0,39÷24 0,27÷12 0,15÷56 0,15÷0,2 0,22÷1,6 1,8÷3,0
Отклонение от номинального сопротивления, %, ≤ ±5 ±5 ±5 ±5 ±5 ±5 ±5
Коэффициент напряжения Ки, %/В, ≤ 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1
Температурная характеристика сопротивления ТХС, %, ≤:

в интервале 20…125 °С,

в интервале –60…20 °С
±10

±20
Тепловое сопротивление резистивный элемент/корпус,
°С/Вт, ≤
0,05 0,035 0,02 0,01 0,01 0,01 0,01
Номинальная мощность рассеяния Рном, Вт
при Ткорп = 85 °С, ≥
800 1000 2000 4000 7500 6000 4200
Импульсное рабочее напряжение, Uимп , В 1000, 1500 1000, 1500, 2000 1000, 1500, 2000
Температура резистивного элемента, °С:

max допустимая

min допустимая
125

–60
180

–60
160

–60
140

–60
Усилие сжатия F, Н ±10% 6000 12 000 18 000 25 000 25 000

Указания по применению и эксплуатации

Резисторы предназначены для эксплуатации в атмосфере типа I и II по ГОСТ 15150-69 и атмосферном давлении 650–800 мм рт. ст.

Резисторы должны эксплуатироваться в сжатом состоянии.

Монтаж резистора должен обеспечивать надежный тепловой и электрический контакты с охладителем (теплоотводом) во всем диапазоне температур.

Шероховатость контактной поверхности охладителей — не более 1,6 мкм.

При воздушном охлаждении устройства с резисторами устанавливаются таким образом, чтобы ребра охладителя располагались параллельно набегающему потоку воздуха.
Для снижения тепловых сопротивлений между охладителем и контактными поверхностями корпуса рекомендуется применять крем нийорганическую пасту КПТ-8 (ГОСТ 19783).

Надежный тепловой и электрический контакт с охладителем обеспечиваются осевым усилием сжатия.

Наряду с освоением новых полупроводниковых резисторов в компании разработана технология и освоен выпуск традиционных силовых тиристоров широкого применения.

Таблица 3. Рекомендуемые типы охладителей

Тип резистора Тип воздушного охладителя Тип водяного охладителя
РК133М О123-100,
О143-150
ОМ103
РК143 О143-150 ОМ104
РК153 О153-150,
О243-150
ДЖИЦ.432281.011
РК173,273 О173-150 ДЖИЦ.432281.011-01

Области применения низкочастотных тиристоров:

  • управление двигателями постоянного тока;
  • полностью управляемые выпрямительные мосты;
  • регуляторы переменного тока;
  • «мягкий» пуск электродвигателей переменного тока;
  • электроприводы высоковольтных синхронных двигателей мощностью до 6 МВт.
    Области применения быстродействующих
    тиристоров:

  • мощные электроприводы для промышленности и транспорта;
  • индукционный нагрев;
  • электросварка;
  • источники бесперебойного питания.

В дальнейшем специалисты компании намерены предложить потребителям, наряду с выпуском широкой номенклатуры традиционных, выпускаемых ранее, полупроводниковых диодов, стабилитронов и ограничителей напряжения, современные мощные тиристоры и диоды в таблеточных корпусах на классы напряжений от 24 и выше.

Мы прекрасно понимаем, что задача очень сложна. На рынке России в последнее время конкуренция обострилась. Поставщики предлагают широкий выбор силовых приборов зарубежного производства, в частности китайских, и по низким ценам. Но мы также считаем, что сможем предложить потребителям приборы более высокого качества, с гарантией надежной работы и необходимым сервисом.

Основанием для такой уверенности является накопленный опыт по обеспечению качества военных изделий, а также проведенная в 2007 году сертификация системы обеспечения качества компании на основе стандартов ISO 9001:2000 TUV-Cert.

Таблица 4. Параметры низкочастотных тиристоров

Тип элемента UDRM URRM (В) IT(AV), при Tjmax (А) ITSM 10 мс (кA) UT(TO) (В) rT при Tjmax (мОм) tq (мс) Tjmax (°C) Rht(j-c) (°C/Вт)
Т133-400 600–2000 410 5,7 0,92 0,88 100 125 0,08
Т133-500 400–600 500 7,2 0,84 0,5 100 125 0,08
Т133-630 800–2000 650 9,0 0,91 0,58 100 125 0,05
Т133-800 400–600 960 12,5 0,85 0,25 100 125 0,04
Т243-630 2200–2400 790 10,1 1,04 0,61 200 125 0,031
Т143-800 1600–2000 990 17,8 0,98 0,32 150 125 0,031
Т143-1000 600 1350 24,4 0,8 0,14 150 125 0,031
Т243-800 2200–2400 1470 20,0 0,95 0,283 300 125 0,021
Т253-1250 1000–2000 1745 33,5 0,93 0,17 200 125 0,021
Т153-2000 400 2310 42,5 0,83 0,077 200 125 0,021

Таблица 5. Параметры быстродействующих тиристоров

Тип элемента UDRM URRM (В) IT(AV), при Tjmax (А) ITSM 10 мс (кA) UT(TO) (В) rT при Tjmax (мОм) tq (мс) tq min/max (мс) Tjmax (°C) Rht(j-c) (°C/Вт)
ТБ333-250 400–1200 390 5,85 1,05 0,88 10/30 125 0,08
ТБ333-320 1200 370 5,26 1,17 0,92 20/30 125 0,08
ТБ333-400 400–1200 515 7,95 1,44 0,57 10/30 125 0,05
ТБ333-500 400–800 620 11,0 1,44 0,57 10/30 125 0,05
ТБ343-630 400–800 940 20,0 1,09 0,32 10/20 125 0,031

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.