Труды Кольского научного ценра РАН. № 8, вып.17. 2018 г.

Подставляя в это выражение значения индуктивности дросселя L =50 мГн, максимального тока I max =5 А, напряжения питания U n =200 В и сопротивления Л ин , находим: Л ^ нк =2.4- 10-3с. Так как при такой длительности фазы накачки потери на переключение ключей много меньше потерь проводимости, то ими можно пренебречь. Тогда выражение для изменения температуры канала транзисторов за время накачки примет вид: ЛТ1оп=Z hjc ( \ t on ) P cond . Для действующего значения мощности P cond , выделяемой в канале каждого транзистора, можно записать: 2 St„, S t 2 P cond R on * D RMS R on IS t ( t ) ) ’ dt = |(Д , ( t ) ) 2 dt on 0 S t on 0 (3) где I2 D RMS — среднеквадратичное значение тока через транзистор за интервал проводящего состояния ключа, а Л ? оп =Л ^ н к . Подставляя выражение (1) в (3), находим: P = cond dt . S t ■ R on ИН 0 (4) Подставляя в это выражение известные значения R on , Von , Л ин , U n , L, находим: R cond ~14 Вт. Значение теплового импеданса определятся из выражения Z j St o n R k-Rt hj- с , где R thj-c — тепловое сопротивление канал-корпус транзистора, а коэффициент k определяется длительностью импульса тока Л / on и находится по зависимости k (\t on ) [8, 9]. Значение R thj-c и зависимость k (\t on ) приводятся в технической документации на транзистор. Для MOSFET-ключа STF9NK90Z в корпусе TO-220FP: R thj-c =3.1 °С/Вт; k (\t on ) для одиночного импульса тока длительностью \ t on =2.4-10-3 c составляет 0.06 [6]. Таким образом, начальная температура канала каждого транзистора после закрытия (перед лавинным пробоем) составляет: T jstart = T case + \ T jon = T case + k R thj R cond =25+0.06'3.T14=27.6 °C. Зная температуру кристалла, по кривой зависимости £ A.s ( T j ), приведенной в документации на транзистор [6], определим предельную допустимую энергию лавинного пробоя для одиночного импульса - R as =270 мДж. После окончания фазы накачки инЭ транзисторы VT1 - VT6 закрываются, но, так как ток через индуктивность не может измениться скачком, через каналы транзисторов и диод VD будет протекать практически линейно уменьшающийся ток [11]: I d (t) = I max e L + 5 BV DSS - и П - 1 (5) 1 2 R„„■ U П S J l> - ' R L R R L e 2 R L L A J где BV DSS — напряжение лавинного пробоя (breakdown voltage) транзисторов. При этом, пока ток I D не упадет до нуля, падение напряжения на закрытых транзисторах VT2 - VT6 - U D2S6 (потенциал между истоком VT6 и стоком VT2 ) будет ограниченно суммарным напряжением лавинного пробоя ключей [6] — 5- RF dss =5-900=4500 В (рис. 3). 91