Diody prostownicze dużej mocy: podstawowe parametry, zasada działania

Chociaż wszystkie diody są prostownikami, termin ten jest zwykle stosowany do urządzeń przeznaczonych do zasilania w celu odróżnienia ich od tych stosowanych w małych obwodach sygnałowych. Dioda prostownikowa dużej mocy służy do prostowania prądu przemiennego o niskiej częstotliwości zasilania 50Hz, przy dużej mocy emitowanej podczas obciążenia.

Charakterystyka diody

Głównym zadaniem diody jest Konwersja AC na DC poprzez zastosowanie w mostkach prostownikowych. Pozwala to na przepływ prądu tylko w jednym kierunku, podtrzymując działanie zasilacza.

Zasada działania diody prostowniczej jest łatwa do zrozumienia. Jego elementem jest struktura zwana pn-skrzyżowaniem. Strona typu p nazywana jest anodą, a strona typu n nazywana jest katodą. Prąd przepływa z anody do katody, prawie całkowicie uniemożliwiając jej przepływ w przeciwnym kierunku. Zjawisko to nazywa się prostowaniem. Zamienia prąd przemienny na jednokierunkowy. Urządzenia tego typu radzą sobie z wyższą energią elektryczną niż konwencjonalne diody, dlatego nazywane są mocnymi. Ich główną cechą jest zdolność przewodzenia dużej ilości prądu.

Dziś najczęściej używane diody krzemowe. W porównaniu z elementami z germanu mają dużą powierzchnię wiązania. Ponieważ german ma niską odporność na ciepło, większość półprzewodników jest wykonana z krzemu. Urządzenia germanowe mają znacznie niższe dopuszczalne napięcie wsteczne i temperaturę przejścia. Jedyną przewagą diody germanowej nad krzemem jest jej niższa wartość. napięcie podczas pracy w przewodzie polaryzacji (VF (IO) = 0,3 ÷ 0,5 V dla germanu i 0,7 ÷ 1,4 V dla krzem).

Rodzaje prostowników i parametry techniczne

Obecnie dostępnych jest wiele różnych typów prostowników. Zazwyczaj klasyfikuje się je według:

• maksymalny prąd wsteczny;
• maksymalny prąd szczytowy;
• maksymalne napięcie wsteczne;
• napięcie stałe;
• rodzaj opakowania;
• maksymalny i średni prąd wyprostowany.

Najpopularniejsze typy to 1 A, 1,5 A, 3 A, 5 A i 6 A. Istnieją również standardowe urządzenia o maksymalnym średnim prądzie wyprostowanym do 400 A. Napięcie przewodzenia może wynosić od 1,1 mV do 1,3 kV.

Główne parametry diod prostownikowych charakteryzują się następującymi dopuszczalnymi limitami:

• IFN - znamionowy prąd polaryzacji przewodzenia;
• IFRM - szczytowa powtarzalna przewodność diody prądu (na przykład dla impulsów o czasie trwania nie większym niż 3,5 ms i częstotliwości 50 Hz);
• IFSM - szczytowa niepowtarzalna przewodność prądu (na przykład dla jednego impulsu o czasie trwania krótszym niż 10 ms);
• VRWM - szczytowe napięcie wsteczne (lub średnie napięcie wsteczne podczas pracy w prostowniku falowym z obciążeniem rezystancyjnym);
• VRRM – szczytowe powtarzalne napięcie wsteczne;
• VRSM – Szczytowe niezmienione napięcie wsteczne;
• PTOT to maksymalna wartość mocy rozpraszanej przez element;
• maksymalna temperatura przejścia Tj;
• opór cieplny w warunkach pracy Rth;
• maksymalny chwilowy prąd diody (określa rezystancję na przeciążenia).

Przykładem elementu o wysokiej wydajności jest podwójna wysokoprądowa dioda prostownikowa z prądem 2x30A, co jest lepsze wszystkie nadają się do stacji bazowych, spawarek, zasilaczy AC/DC i zastosowań przemysłowych.

Zastosowana wartość

Jako najprostszy element półprzewodnikowy, dioda tego typu ma szerokie zastosowanie w nowoczesnych układach elektronicznych. Różne obwody elektroniczne i elektryczne wykorzystują ten komponent jako niezbędne urządzenie do uzyskania pożądanego rezultatu. Dziedzina zastosowania mostków i diod prostownikowych jest rozległa. Oto kilka przykładów:

• włączenie prądu przemiennego do stałego napięcia;
• izolacja sygnałów od zasilania;
• napięcie odniesienia;
• kontrola wielkości sygnału;
• mieszanie sygnałów;
• sygnały detekcji;
• systemy oświetleniowe;
• lasery.

​

Diody prostownicze dużej mocy są istotnym elementem zasilaczy. Służą do regulacji elektryczności w komputerach i samochodach, a także mogą być stosowane w ładowarkach akumulatorów i zasilaczach komputerowych.

Ponadto są często wykorzystywane do innych celów (na przykład w wykrywaczu odbiorników radiowych do przeprowadzania modulacji radiowej). Wariant diody barierowej Schottky'ego jest szczególnie ceniony w elektronice cyfrowej. Zakres temperatur pracy od -40 do +175°C pozwala na stosowanie tych urządzeń w każdych warunkach.