ZP型硅整流元件广泛应用在电解、电镀、牵引、励磁、充电等各个技术领域,是一种重要的大功率半导体器件,在工农业生产和国防、科研方面发挥着巨大的作用。本期封三系统地介绍了目前各厂所生产的硅整流元件的性能数据,这里再作一些说明。
一、主要电气参数
1.额定正向平均电流(I\(_{F}\)):元件稳定工作且P-N结温度不超过140℃时所允许通过的最大的正向平均电流值。但是,它跟环境温度、冷却条件、负载特性、电流的频率和波形有密切关系。因此,出厂测试条件是:环境温度+40℃;规定的冷却条件;电阻性负载;50赫;正弦半波电流。

2.反向重复峰值电压(V\(_{RRM}\)):在额定结温条件下硅整流元件的伏安特性曲线如图1所示。在规定的测试电路中,元件按反向伏安特性曲线急剧弯曲处所对应的反向峰值电压称为“反向不重复峰值电压”(VRSM)。在元件出厂参数中,取反向不重复峰值电压值的80%做为反向重复峰值电压。
3.反向不重复平均电流(I\(_{RS}\)):反向不重复峰值电压下的平均漏电流,它必须小于封三附表中所规定的数值。

4.反向重复平均电流(I\(_{RR}\)):对应于反向重复峰值电压下的平均漏电流。
5.浪涌电流(I\(_{FSM}\)):当元件通以额定正向平均电流稳定工作以后,在50赫的一个正弦波半周期内,元件所能承受的最大过载峰值电流。在浪涌电流通过之后,元件仍应具备反向阻断能力而不破坏。测试时在负半周加\(\frac{1}{2}\)反向重复峰值电压。这个参数由型式试验考核,出厂时不测。“浪涌”是故障状态,一个元件承受浪涌电流的次数是有限的,为20次。
6.正向平均电压(V\(_{F}\)):元件通以额定正向平均电流至P-N结结温稳定时,元件阳极—阴极间的电压平均值。它分为9组,如封三表3所示。一般说,VF越小越好,它的出厂上限值由各厂根据合格的型式试验(浪涌试验)确定。一般在0.45~1伏范围内。
7.额定结温:是指元件在正常工作条件下所允许的最高P-N结处的温度。
8.额定结温升:元件正常工作时,P-N结与环境温度之差的最大值。
二、结构参数
ZP型整流元件从外形上分为螺栓型和平板型两种。200安以下的一般做成螺栓型;200安以上的才能做成平板型。20安及20安以上带阴极引线。平板元件目前有两种型式(见图2和图3)。图3比图2有如下优点:①外壳带裙边,增加绝缘距离;②上下带铜垫块,增大等温面,降低元件热阻;③减小元件瞬态热阻,有利于提高承受浪涌电流的能力;④不易因散热器接触面不平而压坏元件。


硅整流元件工作时必须很好地散热。一般20安以下用自然冷却。30安~100安用强迫风冷。200安以上用强迫风冷或者液体冷却(如水冷、油冷)。强迫风冷的冷却条件规定为进口风温不高于40℃;出口风速不低于5米/秒;水冷条件规定为流量4000毫升/分;水质电阻率≥20千欧·厘米,PH=6~8;进水温度35℃。
三、使用注意事项
1.元件使用条件:①环境温度——空气冷却时不高于+40℃,不低于-30℃;水冷时不高于+40℃,不低于+5℃。②空气相对湿度不大于85%。③在无爆炸危险的介质中,且无足以腐蚀金属和破坏绝缘的气氛,没有导电尘埃。
2.平板元件的散热器一般不应自行拆装。
3.使用时应保证规定的冷却条件,否则必须降容使用。例如,风冷元件当自冷使用时,只能用到额定电流的13左右。
4.严禁用兆欧表(摇表)检查元件的绝缘状况。如需检查整机装置的耐压水平,应将元件各极短路。
5.用户应正确选择元件参数,并留有合理的余量。例如,根据发热不变的原则,在不同线路中工作时。其额定电流应乘以系数K(纯电阻性负载)。对单相的半波、全波、桥式电路,K为1;对三相的半波、桥式和双星接法电路,K为0.9。
6.元件串并联应用时,应考虑静态和动态的均压或均流措施,并留有余量。
7.元件对过电压、过电流敏感易损,应采取相应的保护措施。 (北京变压器厂元件车间供稿)