Výkonové polovodičové zariadenia: diódy a tyristory, ich typy a použitie

Výkonové polovodičové zariadenia - prvky, ktoré sa používajú v meničoch elektrickej energie av obvodoch elektrárne, sú neoddeliteľnou súčasťou jednosmerných aj striedavých obvodov. Zohrávajú úlohu usmerňovačov alebo blokátorov, ktoré bránia prepínaniu prepätia. Najčastejšie sa tieto podrobnosti nachádzajú v návrhoch výkonných generátorov turbín, galvanických zariadení, nízkonapäťových zváracích zariadení, synchrónnych kompenzátorov, elektrických generátorov automobilov a traktorov.

Odrody populárnych výkonových diód

Výkonové diódy sa delia na nízkofrekvenčné a frekvenčné. Prvá môže mať verzie s špendlíkom, tabletom a lavínom. Na výrobu takýchto prvkov sa používa kremík. Úpravy sa používajú v obvodoch s frekvenciou do 500 Hz. Na krátku dobu odolávajú vibráciám a opakovaným nárazom.

Výkonové diódy sa používajú pri frekvenciách od 2000 Hz a viac. Sú určené pre inštalačné schémy vyžadujúce rýchle spätné získanie a nízke poplatky. Ich vlastnosťou je schopnosť vydržať vysoké zaťaženie. Ich prevedenie môže byť pin a tablet.

Kde sa používajú napájacie diódy?

Rôzne priemyselné inštalácie sa nezaobídu bez použitia oboch verzií výkonových diód. Ich použitie závisí od účelu a vlastností technológie. Prvky sú zabudované do schém:

• neriadené a poloautomatické rektifikačné mosty;

• Zváracie stroje a invertory, vyznačujúce sa vysokým a nízkym výkonom;

• výkonné elektrické pohony priemyselných zariadení a vozidiel;

• usmerňovače elektrolýzy a galvanických zariadení;

• zariadenia používané v metalurgii;

• neprerušiteľné zdroje energie.

Výkonové diódy sú nespravované elektronické kľúče. Vyznačujú sa jednostrannou vodivosťou. Vodivý stav prvkov sa získa pri vystavení jednosmernému napätiu. Polovodiče sú navrhnuté pre prúdy nad 10 ampérov. Pri ich výbere je potrebné zohľadniť typ vykonávania a technické špecifikácie.

Správne riešenie pomôže predchádzať prepätiu počas procesu prepínania, zvyšuje prúdy, ktoré spôsobujú vonkajšie alebo vnútorné skraty, prehrievanie zariadení a negatívny vplyv rušenia.

Tyristory: činnosť a odrody

Sú to polovodičové zariadenia určené na vybavenie usmerňovačov, invertorových zariadení, regulátorov impulzov, budiacich vedení generátora. Na základe typu tyristorov sa používajú v štartovacích obvodoch so šírkou impulzu alebo v bezdotykových zariadeniach. Účinne sa vyrovnávajú s úlohami riadenia rýchlosti elektrických koľajových vozidiel a ochrany zváracích zariadení.

Nízkofrekvenčné zariadenia dokážu odolať sínusovým vibráciám v rozsahu do 100 Hz. Nemajú strach z viacnásobného zaťaženia trvajúceho 2-15 ms. Zvýšená odolnosť proti zaťaženiu majú vysokorýchlostné tyristory.

Sú nevyhnutné v zariadeniach vyžadujúcich krátkodobé zapínanie a vypínanie. Takéto prvky sa vyznačujú schopnosťou odolať kritickým rýchlostiam zvýšenia napätia pri zatvorení a prúdových impulzov pri otvorení.

Používajú sa bežné tyristorové modely:

• pri tvorbe obvodov jednosmerného alebo striedavého prúdu v rôznych elektrických inštaláciách a elektronických zariadeniach;

• vybavenie vysokovýkonných kompenzátorov, regulátorov a konverzných mechanizmov hnacích staníc, synchrónnych elektrických motorov, elektrických oblúkových pecí;

• kompletné sady elektrických zváracích a taviacich zariadení, elektrických vozidiel, UPS, elektrární;

• navrhovanie ďalších prevodníkov.

Pri výbere polovodičových zariadení vytvorených na základe monokryštálu s tromi prechodmi pn je potrebné venovať pozornosť počtu záverov. Podľa tejto hodnoty sa delia na diódy, triódy a tetródy.

Druhým dôležitým bodom je princíp činnosti výkonových zariadení. Môže byť symetrický (prúd tečie v oboch smeroch) a asymetrický (impulzy sa pohybujú v jednom smere).

Zariadenia prvého typu sú schopné fungovať s pozitívnymi a negatívnymi ukazovateľmi. Jednotlivé výberové parametre sú maximálny povolený predný a spätný prúd, úroveň úbytku napätia, stupeň riadiaceho signálu, rozptýlený výkon, ktorý určuje silu pripojených záťaží.