МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

МОДУЛИ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ СИЛОВЫЕ

Общие технические условия

Издание официальное

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СОВЕТ НО СТАНДАРТИЗАЦИИ, МЕТРОЛОГИИ И СЕРТИФИКАЦИИ Мииск

Предисловие

1    РАЗРАБОТАН Украинским научно-исследовательским институтом силовой электроники «Преобразователь» (НИИ «Преобразователь»)

ВНЕСЕН Комитетом Украины по стандартизации, метрологии и сертификации

2    ПРИНЯТ Межгосударственным Советом по стандартизации, метрологии и сергификации (протокол № 14 от 12 ноября 1998 г.)

За принятие проголосовали:

Наименование государства	Наименование национального органа по стандартизации
Азербайджанская Республика	Аз госстандарт
Республика Армения	Арм госстандарт
Республика Беларусь	Госстандарт Республики Беларусь
Республика Казахстан	Госстандарт Республики Казахстан
Республика Молдова	Моддовастандарт
Российская Федерация	Госстандарт России
Республика Таджикистан	Таджик госстандарт
Туркменистан	Главгосинспскция «Туркмснстанлартлары»
Республика Узбекистан	Узгосстандарт
Украина	Госстандарт Украины

3    Постановлением Государственного комитета Российской Федерации по стандартизации и метрологии от 11 апреля 2001 г. № 172-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 30617-98 введен в действие непосредственно в качестве государственного стандарта Российской Федерации с 1 июля 2002 г.

4    ВЗАМЕН ГОСТ 20859.1-89 в части модулей

© ИПК Издательство стандартов, 2001

Настоящий стандарт нс может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания на территории Российской Федерации без разрешения Госстандарта России

ГОСТ 30617-98

Содержание

1    Область применения....................................................... 1

2    Нормативные ссылки...................................................... 1

3    Определения............................................................. 2

4    Классификация........................................................... 2

5    Общие технические требования............................................... о

5.1    Характеристики........................................................ 6

5.2    Требования к материалам и покупным изделиям............................... Ю

5.3    Комплектность........................................................ Ю

5.4    Маркировка.......................................................... 11

5.5    Упаковка............................................................. N

6    Требования безопасности................................................... И

7    Правила приемки......................................................... П

7.1    Общие положения...................................................... 11

7.2    Квалификационные испытания............................................ 13

7.3    Приемосдаточные испытания............................................. 13

7.4    Периодические испытания............................................... 13

7.5    Типовые испытания.................................................... 14

7.6    Испытания на надежность................................................ 14

8    Методы испытаний........................................................ 15

8.1    Общие положения...................................................... 15

8.2    Проверка на соответствие требованиям к конструкции.......................... 15

8.3    Проверка электрических параметров........................................ 15

8.4    Проверка стойкости к механическим воздействиям.............................27

8.5    Проверка стойкости к климатическим воздействиям............................28

8.6    Проверка устойчивости корпуса модулей к воздействию нсразрушающего тока........28

8.7    Испытание на пожарную безопасность......................................29

8.8    Проверка показателей надежности.........................................30

9    Транспортирование и хранение...............................................30

10    Указания по эксплуатации..................................................30

11    Гарантии изготовителя....................................................30

Приложение Л Обозначение групп модулей в зависимости от значений параметров........31

Приложение Б Перечень электрических параметров модулей.........................32

Приложение В Содержание информационных материалов...........................35

III

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

МОДУЛИ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ СИЛОВЫЕ

Общие технические условия

Power semiconductor modules. General specifications

Дата введения 2002—07—01

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на силовые полупроводниковые модули общего назначения (далее — модули), состоящие из полупроводниковых приборов и (или) структур: диодов, биполярных (в том числе составных) транзисторов, полевых транзисторов и тиристоров всех видов (далее — приборов) на максимально допустимые средние, действующие, импульсные или постоянные токи 5 Л и более, предназначенные для применения в полупроводниковых преобразователях электроэнергии, а также в других цепях постоянного и переменного токов различных силовых электротехнических установок.

Настоящий стандарт нс распространяется на модули, работающие:

-    в средах с токопроводящей пылью;

-    в агрессивных средах при концентрациях, разрушающих металлы и изоляцию в недопустимых пределах в течение срока службы;

-    во взрывоопасной среде;

-    в условиях воздействия различных излучений, повреждающих модули.

Требования разделов 5, 6, 7 настоящего стандарта яатяются обязательными, требования остальных разделов являются рекомендуемыми.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 12.1.004-91 Система стандартов безопасности труда. Пожарная безопасность. Общие требования

ГОСТ 12.2.007.0-75 Система стандартов безопасности труда. Изделия электротехнические. Общие требования безопасности

ГОСТ 20.39.312-85 Комплексная система общих технических требований. Изделия электротехнические. Требования надежности

ГОСТ 20.57.406-81 Комплексная система ко»проля качества. Изделия электронной техники, квантовой электроники и электротехнические. Методы испытаний

ГОСТ 8032-84 Предпочтительные числа и ряды предпочтительных чисел ГОСТ 14192-96 Маркировка грузов

ГОСТ 15133-77 Приборы полупроводниковые. Термины и определения

Издание официальное ★

ГОСТ 15150-69 Машины, приборы и другие технические изделия. Исполнения для различных климатических районов. Категории, условия эксплуатации, хранения и транспортирования в части воздействия климатических факторов внешней среды

ГОСТ 15543.1-89 Изделия электротехнические. Общие требования в части стойкости к климатическим внешним воздействующим факторам

ГОСТ 17516.1-90 Изделия электротехнические. Общие требования в части стойкости к механическим внешним воздействующим факторам

ГОСТ 18620-86 Изделия электротехнические. Маркировка

ГОСТ 19095-73 Транзисторы полевые. Термины, определения и буквенные обозначения параметров

ГОСТ 20003-74 Транзисторы биполярные. Термины, определения и буквенные обозначения параметров

ГОСТ 20332-84 Тиристоры. Термины, определения и буквенные обозначения параметров ГОСТ 23216-78 Изделия электротехнические. Хранение, транспортирование, временная противокоррозионная защита, упаковка. Общие требования и методы испытаний

ГОСТ 24461-80 Приборы полупроводниковые силовые. Методы измерений и испытаний ГОСТ 24566-86 Соединители плоские втычные. Основные размеры, технические требования и методы испытаний

ГОСТ 25529-82 Диоды полупроводниковые. Термины, определения и буквенные обозначения парамсгров

ГОСТ 27264-87 Транзисторы силовые биполярные. Методы измерений ГОСТ 27591-88 Модули полупроводниковые силовые. Габаритные и присоединительные размеры

СТ СЭВ 1657—79 Приборы полупроводниковые силовые. Охладители воздушных систем охлаждения. Габаритные и присоединительные размеры

3 Определения

В настоящем стандарте применены термины с соответствующими определениями по ГОСТ 15133, ГОСТ 19095; ГОСТ 20003, ГОСТ 20332, ГОСТ 25529, а также, приведенные ниже:

мостовая схема: Двухпутеиая схема соединения, содержащая только пары плечей, средние выводы которых являются выводами переменного тока, а наружные выводы с одинаковой полярностью, соединенные вместе, являются выводами постоянного тока;

полупроводниковый модуль (модуль): Совокупность двух или более структур полупроводниковых приборов, средств электрического и механическою соединений, а также вспомогательных элементов системы охлаждения, при се наличии, соединенных между собой по определенной схеме в единую конструкцию, которая с точки зрения функциональною назначения, технических требований, испытаний, торговли и эксплуатации рассматривается как отдельное изделие;

бсснотснциальный модуль: Модуль с изолированным (бсспогенциальным) основанием, служащим для отвода тепла и крепления модуля;

потенциальный модуль: Модуль с неизолированным (потенциальным) основанием, служащим для отвода тепла и крепления модуля и являющимся электрическим (силовым) контактом.

4 Классификация

4.1    Модули подразделяют на виды:

-    МП — модуль потенциальный;

-    М — модуль бсснотснциальный.

4.2    Модули подразделяют в зависимости от вида применяемых силовых полупроводниковых приборов и от вида схемы соединения силовых полупроводниковых приборов. Виды силовых полупроводниковых приборов (далее — приборов) и их обозначения приведены в таблице 1. Виды схем соединения приборов (далее — схем) и их обозначения приведены в таблице 2.

Таблица I

Вид прибора Обозначение прибора Выпрямительный диод (диод) Л Быстровосслана&ливающийся диод дч Лавинный выпрямительный диод (лавинный диод) дл Триодный тиристор, нс проводящий в обратном напраатснии (тиристор) т Тиристор быстродействующий ТБ Тиристор быстровключакмцийся ТИ Тиристор бысгровыключающийся ТЧ Триодный тиристор, проводящий в обратном напраатснии (тиристор, ТОП проводящий в обратном напраатснии, или тиристор-диод) Симметричный триодный тиристор (триак) ТС Асимметричный триодный тиристор ТА Лавинный тиристор ТЛ Запираемый тиристор тз Запираемый тиристор асимметричный ТЗА Запираемый тиристор с обратным диодом тзд Оптронный тиристор то Симметричный оптотирисгор (оптотриак) тсо Биполярный транзистор тк Биполярный составной транзистор (транзистор Дарлингтона) ткд Биполярный транзистор с изолированным затвором тки Палевой транзистор ткп Транзистор с электростатической индукцией сит

Таблица 2

Вил схемы Обозначение вида схемы Одиночный полупроводниковый прибор 1 Два гальванически развязанных полупроводниковых прибора 2 Два полупроводниковых прибора, включенных последовательно (соответственно) с выводом средней точки 3 Два полупроводниковых прибора, включенных встреч но-последовательно с выводом средней точки соединенных вместе катодов (коллекторов, истоков) 4 Два полупроводниковых прибора, включенных встречно-последовательно с выводом средней точки соединенных вместе анодов (эмиттеров, стоков) 5 Два полупроводниковых прибора, включенных встречно-параллелыю 6 Три полупроводниковых прибора с общими катодами (коллекторами, истоками) 7 Три полупроводниковых прибора с общими анодами (эмиттерами, стоками) 8 Два последовательно включенных тиристора или транзистора, каждый из которых зашу>ггирован диодом обратного тока 9 Однофазный мост на диодах 10 Однофазный мост на диодах и тиристорах 11

3

Окончание таблицы 2

Вид схемы Обозначение вида схемы Однофазный мост на управляемых приборах 12 Трехфазный мост на диодах 13 Трехфазный мост на диодах и тиристорах 14 Трехфазный мост на управляемых приборах 15 Другие виды схем, указанные в технических условиях на модули конкретных типов 16-20

4.3    Модули подразделяют на типы по признакам, указанным в 4.1, 4.2 и значениям максимально допустимого тока модуля в соответствии с 5.1.1.1.

Максимально допустимый ток определяется:

-    для модулей на основе диодов, тиристоров, оптотиристоров, симметричных тиристоров, симметричных оптотиристоров — максимально допустимым средним прямым током либо максимально допустимым средним током в открытом состоянии, либо максимально допустимым действующим током в открытом состоянии;

-    для модулей на основе запираемых тиристоров — максимально допустимым повторяющимся импульсным запираемым током;

-    для модулей на основе биполярных транзисторов — максимально допустимым постоянным током коллектора, а для полевых транзисторов — током стока;

-    для модулей со схемой однофазных и трехфазных мостов — максимально допустимым средним значением выпрямленного тока;

-    для модулей со встречно-параллельной схемой соединения — максимально допустимым эффективным током нагрузки.

4.4    Модули одного типа подразделяют на классы в соответствии с указанным ниже:

-    модули на основе диодов — по значениям повторяющегося импульсного обратного напряжения;

-    модули на основе тиристоров (в том числе запираемых), непроводящих в обратном направлении, — по значениям повторяющегося импульсного обратного напряжения и повторяющегося импульсного напряжения в закрытом состоянии;

-    модули на основе тиристоров (в том числе запираемых), проводящих в обратном направлении, — по значениям повторяющегося импульсного напряжения в закрытом состоянии (для симметричных тиристоров — по значениям напряжений для обоих направлений);

-    модули на основе биполярных транзисторов — по максимально допустимому напряжению коллектор — эмиттер;

-    модули на основе палевых транзисторов — по максимально допустимому напряжению сток — исток.

Классы модулей должны обозначаться цифрами в соответствии с 5.1.1.2.

4.5    Модули одного типа и класса подразделяют на группы по значениям времени обратного восстановления, времени выключения или времени выключения по управляющему электроду, времени включения, критической скорости нарастания напряжения в закрытом состоянии и критической скорости нарастания коммутационного напряжения в закрытом состоянии, установленным в 5.1.1.3—5.1.1.9.

4.6    Модули с одинаковыми параметрами могут подразделяться на модификации в зависимости от конструктивного исполнения. Обозначение модификаций модулей приводят в технических условиях (далее — ТУ) на модули конкретных типов.

4.7    Условное обозначение модулей должно состоять из:

-    типа модуля;

-    класса модуля;

-    группы модуля;

-    модификации (при необходимости);

-    вида климатического исполнения по ГОСТ 15150.

ГОСТ 30617-98

Структура условного обозначения модуля приведена на рисунке 1.

Вид климатического исполнения по ГОСТ 15150

Модификация (устанавливается при необходимости) по 4.6    _

Группа (группы) модуля (кроме небыстро восстанавливающихся диодов) по 4.5

Класс модуля по 4.4

Значение максимально допустимого тока по 4.3

Обозначение вида схемы соединения приборов по таблице 2

Обозначение прибора второго вида (при его наличии) по таблице 1 при обозначении вида схемы 1-9_

Обозначение прибора первого вида по таблице 1 при обозначении вида схемы 1-9

Модули:

М - беслотенциальный; МП - потенциальный

Рисунок I — Структура условного обозначения модулей

При использовании в модуле приборов двух видов в обозначении вида модуля первым ставят обозначение прибора, присоединяемого к положительному потенциалу цепи, в других случаях первым ставят обозначение прибора, осуществляющего функцию управления. Обозначение приборов разделяют знаком «/* (косая черта).

Примеры условных обозначений модулей:

-    силовой полупроводниковый потенциальный модуль, состоящий из тиристоров и диодов, соединенных по схеме «два полупроводниковых прибора, включенных встречно-последовательно с выводом средней точки соединенных вместе катодов*, максимально допустимый ток 80 А, повторяющееся импульсное напряжение в закрытом состоянии 600 В, время выключения 63 мкс (группа СЗ), номер модификации 5, вид климатического исполнения УХЛ2 по ГОСТ 15150:

МПТ/Д4- 80-б-СЗ-5 УХЛ2

-    силовой полупроводниковый беспотснциальный модуль, состоящий из двух биполярных транзисторов Дарлингтона, соединенных по схеме «два полупроводниковых прибора, включенных последовательно (согласно) с выводом средней точки*, максимально допустимый ток 40 А, максимально допустимое напряжение коллектор — эмиттер 600 В, время выключения 16 мкс (группа ТЗ), критическая скорость нарастания напряжения в закрытом состоянии 50 В/мкс (группа ЕЗ), номер модификации 1, вид климатического исполнения ТЗ по ГОСТ 15150:

МТКДЗ -40-6- ТЗЕЗ - I ТЗ

-    силовой полупроводниковый бес потенциальный модуль, состоящий из тиристоров и выполненный по однофазной мостовой схеме, максимально допустимый ток 80 А, повторяющееся им-

5

пульсмос напряжение в закрытом состоянии 800 В, время выключения 500 мкс (группа Е2 или 1), вид климатического исполнения УХЛ2 по ГОСТ 15150:

MI2-80-8- 1 — УХЛ2 или 412-80-8-Е2-УХЛ2

При заказе модулей следует указывать обозначение ТУ на модули конкретных типов.

5 Общие технические требования

5.1    Характеристики

5.1.1    Требования назначения

5.1.1.1    Значения максимально допустимых токов модулей выбирают из ряда: 5; 6,3; 10; 12,5; 16; 20; 25; 32; 40; 50; 63; 80; 100 Л. Значения токов более 100 Л устанаапивают умножением значений данного ряда на 10.

5.1.1.2    Значения максимально допустимых напряжений и соответствующие им классы должны соответствовать приведенным в таблице 3.

Таблица 3

Наименование параметра Значение для класса 0.2* 0.3' 0.4* 0.5 0.6* 0.7* 0.8* 0.9* Повторяющееся импульсное напряжение в закрытом состоянии или повторяющееся импульсное обратное напряжение, или максимально доп усти мое напряжение коллектор — эмиттер, или напряжение сток — исток, В. нс менее 20 30 40 50 60 70 80 90

Окончание таблицы 3

Наименование параметра Значение дтя класса 1 1,5е* 2 2,5- 3 3.5- 4 5... 15 16 18 20... 80 Повторяющееся импульсное напряжение в закрытом состоянии или повторяющееся импульсное обратное напряжение, или максимально допустимое напряжение коллектор - эмиттер, или напряжение сток исток. В, не менее 100 150 200 250 300 350 400 500... 1500 1600 1800 2000... 8000

• Только для модулей на основе быстровосстанааликающихся диодов. *• Устанавливают по согласованию с потребителем.

5.1.1.3 Значения времени обратного восстаноатения для модулей на основе быстровосста-навливающихся диодов и соответствующие им группы должны соответствовать приведенным в таблице 4.

ГОСТ 30617-98

Таблица 4

Наименование параметра Значение для группы А4 В4 С4 Е4 Н4 К4 М4 Р4 Т4 Х4 А5 - - — 1 2 3 4 5 б — 7 Время обратного восстановления, мкс, не более 10* 8* 6,3 5 4 3,2 2.5 2 1.6 1,25 1 Наименование параметра Значение для группы В5 С5 Е5 Н5 К5 М5 Р5 Т5 Х5 А6 - 8 - 9 - - — — — — Время обратного восстановления, мкс, не более 0.8 0.63 0.5 0.4 0,32 0.25 0.2 0,16 0,125 0.1 Наименование параметра Значение для группы В6 С6 Е6 Н6 Кб Мб Рб Тб Хб А7 — — - — - — — — — — Время обратного восстановления, мкс, нс более 0,08 0,063 0,05 1 0,04 0,032 0,025 0,02 0,016 0,0125 0,01

• Только для модулей на основе быстро восстанавливающихся диодов 40-го и более классов.

5.1.1.4 Значения времени выключения для модулей на основе быстровыключающихся и быстродействующих тиристоров и времени выключения по упра&тяющему электроду для запираемых тиристоров, а также соответствующие им группы должны соответствовать приведенным в таблице 5.

Таблица 5

Наименование параметра Значение для группы СЗ ЕЗ НЗ КЗ М3 РЗ тз 1 2 3 4 5 6 7 Время выключения или время выключения по управляющему электроду, мкс, нс более 63 50 40 32 25 20 16 Наименование параметра Значение для группы ХЗ А4 В4 С4 Е4 К4 Р4 Х4 В5 Е5 8 — 9 — — — — — — — Время выключения или время выключения по упраатяющему электроду, мкс, не более 12,5 10 8 6,3 5 3,2 2 1,25 0,8 0,5

7