Принцип роботи випрямного діода великої потужності

Хоча все діоди є випрямлячами, цей термін зазвичай застосовується до пристроїв, призначених для подачі живлення, щоб відрізняти їх від елементів, які використовуються для невеликих сигнальних ланцюгів. Випрямний діод великої потужності застосовується для випрямлення змінного струму з низькою частотою харчування, що становить 50 Гц, при високій потужності, випромінюваної під час навантаження.

діодні характеристики

Основним завданням діода є перетворення змінної напруги в постійне через застосування в випрямних мостах. Це дозволяє електрики йти тільки в одному напрямку, забезпечуючи роботу джерела живлення.

Принцип роботи випрямного діода зрозуміти нескладно. Його елемент складається зі структури, іменованої pn-переходом. Сторона p-типу називається анодом, а n-типу – катодом. Струм пропускається від анода до катода, при цьому майже повністю запобігає його протікання в зворотному напрямку. Це явище називається випрямленням. Воно перетворює змінний струм в односпрямований. Пристрої цього типу можуть обробляти більш високу електрику, ніж звичайні діоди, тому вони називаються потужними. Можливість проведення високої величини струму може бути класифікована як їх основна особливість.

сьогодні найчастіше використовуються кремнієві діоди. Якщо їх порівнювати з елементами з германію, то вони мають велику поверхню з'єднання. Оскільки германій має низьку стійкістю до тепла, більшість напівпровідників виготовлено з кремнію. Пристрої з германію відрізняються значно меншим допустимим зворотним напругою і температурою переходу. Єдина перевага, яку має діод з германію перед кремнієм, – це більш низьке значення напруги при роботі в прямому зміщенні (VF (IO) = 0,3 ÷ 0,5 В для германію і 0,7 ÷ 1,4 В для кремнію) .

Типи і технічні параметри випрямлячів

Сьогодні існує безліч різних різновидів випрямлячів. Їх прийнято класифікувати по:

• максимальному зворотному току;
• максимальному піковому струму;
• максимальному зворотному напрузі;
• прямому напрузі;
• типу упаковки;
• максимальному і середньому випрямлення струму.

Найбільш поширені типи – це 1 A, 1,5 A, 3 A, 5 A і 6 A. Також існують стандартні пристрої з максимальним середнім випрямленою струмом до 400 A. Пряме напруга може варіюватися від 1,1 мВ до 1,3 кВ.

Основні параметри випрямних діодів характеризуються такими допустимими межами:

• IFN – номінальний струм в прямому зміщенні;
• IFRM – пікова повторювана струмовий діодний провідність (наприклад, для імпульсів тривалістю не більше 3,5 мс і частотою 50 Гц);
• IFSM – пікова неповторювана струмовий провідність (наприклад, для одного імпульсу тривалістю менше 10 мс);
• VRWM – пікове зворотне напруга (або середнє зворотна напруга при роботі в хвильовому випрямлячі з резистивної навантаженням);
• VRRM – пікове повторюється зворотна напруга;
• VRSM – пікове незмінне зворотна напруга;
• PTOT – максимальне значення потужності, що розсіюється на елементі;
• максимальна температура переходу Tj;
• тепловий опір в умовах експлуатації Rth;
• максимальний миттєвий струм діода (він визначає опір для перевантажень).

Прикладом високопродуктивного елемента є діод з подвійним високоточним випрямлячем зі струмом 2×30А, який найкраще підходить для базових станцій, зварювальників, джерел живлення змінного / постійного струму і промислових застосувань.

прикладне значення

В якості найпростішого напівпровідникового компонента діод цього типу має широкий спектр застосування в сучасних електронних системах.Різні електронні та електричні схеми використовують цей компонент в якості важливого пристрою для отримання необхідного результату. Область застосування випрямних мостів і діодів обширна. Ось кілька таких прикладів:

• включення змінного струму в постійна напруга;
• ізоляція сигналів від джерела живлення;
• посилання на напругу;
• управління розміром сигналу;
• змішують сигнали;
• сигнали виявлення;
• освітлювальні системи;
• лазери.

Потужні випрямні діоди є життєво важливим компонентом джерел живлення. Вони використовуються для регулювання електроенергії в комп'ютерах і автомобілях, а також можуть застосовуватися в зарядний пристрій для акумуляторних батарей і комп'ютерних джерел живлення.

Крім того, вони часто використовуються і для інших цілей (наприклад, в детекторі радіоприймачів для проведення радіомодуляціі). Варіант діода з бар'єром Шотткі особливо цінується в цифровій електроніці. Діапазон робочих температур від -40 до +175 ° C дозволяє використовувати ці пристрої при будь-яких умовах.