Останнім часом на ринку України з'явилися рекламні публікації про силові напівпровідникові модулі типу PSKT96 виробництва фірми Powersem, Німеччина. Основною особливістю цих модулів, порівняно з модулями типу МТТ4 виробництва ТОВ «Елемент-Перетворювач», є корпус зменшених габаритів з силовими виводами під пайку.

З метою порівняння технічних характеристик модулів PSKT96 і модулів МТТ4 фахівці відділу випробувань напівпровідникових приладів ТОВ «Елемент-Перетворювач» провели випробування модулів PSKT96 в Бюро конструкторських і періодичних випробувань, акредитованому Держстандартом України на право проведення випробувань (Атестат акредитації № 10-3, зареєстрований 29.04.03).

Перевірялися такі параметри:

- повторюваний струм у закритому стані I_D і повторюваний зворотний струм I_R при кімнатній температурі і при Т = +125 ^оС;
- імпульсна пряма напруга у відкритому стані U_T;
- відкриваючий струм керування, що відмикає I_GT і напругу керування U_GT;
- струм утримання I_H;
- порогова напруга U_TO;
- диференційний опір у відкритому стані R_T;
- критична швидкість наростання напруги в закритому стані (dU/dt)cr;
- ударний струм ITSM при Т= +125 ^оC;
- тепловий опір «напівпровідникова структура – корпус модуля» RthJC;
- максимально припустимий середній прямий струм ITAVM.

Випробування проводилися в умовах і режимах, що відповідають наведеним у технічній інформації фірми Powersem. Були застосовані методи випробувань згідно з ГОСТ 24461.

У результаті випробувань встановили, що за всіма параметрами, за винятком теплового опору «напівпровідникова структура – корпус модуля» і максимально допустимого середнього прямого струму, модулі PSKT96 відповідають заявленим у технічній інформації. Виходячи з малих значень імпульсної прямої напруги, модуль має досить потужні напівпровідникові структури великої площі. Але значення теплового опору у випробовуваних зразках перебуває в діапазоні від 0,39 до 0,47 оС/Вт, хоча в технічній інформації наведене істотно менше значення – 0,26 ^оС/Вт. Відповідно, максимально допустимий середній прямий струм при температурі корпуса 85 оС складає від 63 А до 72 А, а не 105 А, як заявлено в технічній інформації. Відносно невисоке значення ITAVM пояснюється не тільки малою площею основи модуля, але й малим перерізом силових виводів, що обмежують відвід тепла від напівпровідникової структури.

Оцінюючи навантажувальні характеристики модулів PSKT96 у реальних умовах експлуатації, слід відзначити, що максимально допустимий середній прямий струм ITAVM, відповідно до прийнятих у світі стандартів, визначається при фіксованих значеннях температур корпуса напівпровідникового приладу і його кремнієвої структури. Наприклад, для модулів PSKT96 і МТТ4 вимірювання проводяться при температурі корпуса 85 ^оС і температурі структури 125 оС. На практиці такий перепад температур можна забезпечити тільки при водяному охолодженні корпуса модуля, що і має місце при проведенні вимірювань. Значення максимального середнього прямого струму при природному охолодженні для дискретного тиристора, установленого на охолоджувач, що рекомендується в технічних умовах, складає приблизно 35% від максимально допустимого середнього прямого струму при перепаді температур, рівному 40 ^оС (від 85 до 125 ^оС). Наприклад, для тиристора типу Т142-80 реальне навантаження по струму складає не більше 33 А. Практично те ж співвідношення справедливе і для модулів у стандартних корпусах, наприклад, МТТ4, тому що досить великі габарити корпуса зводять до мінімуму взаємний підігрів елементів модуля. Відповідно до ТУ16 -90 ИЖКМ.435740.001 ТУ, граничний струм модуля МТТ4-80, установленого на охолоджувач типу О227, складає 39 А на елемент. У модулі з малими габаритними розмірами і потужними напівпровідниковими елементами, внаслідок взаємного підігріву елементів, максимальний середній прямий струм при природному повітряному охолодженні складе не більше 25 % від ITAVM. Таким чином, модуль PSKT96 із граничним струмом, за технічною інформацією фірми, 105 А має за результатами вимірювань граничний струм 63 А, і, у випадку повітряного охолодження може бути реально навантажений на середній струм порядку 15-20 А, що, до речі, і відповідає перерізу силових виводів. Отже, за фактичними навантажувальними здатностями, модуль PSKT96 приблизно відповідає модулю МТТ4-40.

І наостаток одне загальне зауваження. На нашу думку, зменшення габаритів силових напівпровідникових приладів не є актуальним, тому що, з одного боку, погіршує умови теплообміну, як у випадку з модулями PSKT96, а з іншого боку, модуль установлюється на охолоджувач, габарити і маса якого в десятки разів перевищують масу модуля.

Для довідки

Запорізька область є однією з областей України, що складають основу її економічного потенціалу. Традиційно вона продовжує демонструвати високі темпи промислового росту, збільшення обсягів виробництва всіх галузей, але лідером залишається машинобудування.

Складовою частиною машинобудівного комплексу м. Запорожжя є виробництво силових півпровідникових приладів (СПП). Запорізькі діоди, тиристори, тріаки і модулі виробництва ТОВ «Елемент-Перетворювач» давно відомі широкому колу споживачів цієї продукції як в Україні, так і за її межами. За співвідношенням «ціна-якість» вони успішно конкурують зі світовими лідерами виробництва СПП.

ТОВ "Елемент-Перетворювач" є підприємством з технологічно закінченим циклом виробництва - від розробки і впровадження проектного рішення до освоєння серійного виробництва цієї наукомісткої продукції. Авторські права на виготовлену продукцію захищені численними авторськими свідоцтвами і патентами. Продукція ТОВ "Елемент-Перетворювач" неодноразово нагороджувалася медалями і дипломами міжнародних виставок і ярмарків за прогресивні досягнення в сфері високих технологій.

У 2004 р. підприємство сертифікували за міжнародним стандартом ISO 9001-2000.

В. В. Верьовкін, к. т. н.,
начальник відділу випробувань
напівпровідникових приладів
ТОВ «Елемент-Перетворювач»;

А. Л. Санчугов,
начальник відділу маркетингу
ТОВ «Елемент-Перетворювач»