МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ
МОДУЛИ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ СИЛОВЫЕОбщие 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 СТАНДАРТМОДУЛИ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ СИЛОВЫЕОбщие 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 требования5.1 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 |