Силовые диоды

Предлагаем широкий ассортимент силовых полупроводниковых диодов и других комплектующих для радиоэлектронных приборов. К вашему выбору представлены диоды таблеточного, штыревого и модульного исполнения, в том числе низкочастотные, лавинные, быстровосстанавливающиеся.

Классификация

Диоды представляют полупроводниковый двухслойный электроприбор с двумя электродами (выводами) — катод и анод. Силовые диоды выполняются из полупроводника (чаще очищенного кремния), имеют в своей структуре один p-n переход. Основа конструкции – полупроводниковая структура, которая определяет характеристики и электрические параметры диода. Кроме катода и анода (вне зависимости от исполнения) в своей конструкции они имеют также изолятор, кристалл и дополнительные элементы. 

Диоды используются в цепях постоянного и переменного тока, выполняя функцию «клапана» в электрической цепи, неуправляемого электронного ключа только с односторонней проводимостью. Основные сферы применения:

• в различных силовых установках (в преобразователях электроэнергии)
• как выпрямительные диоды;
• в системах возбуждения синхронных компенсаторов, мощных турбогенераторов;
• с целью защиты от последствий коммутационных перенапряжений;
• в тракторных, автомобильных электрогенераторах, в низковольтных выпрямителях гальванического и сварочного оборудования.

Существуют различные классификации диодов, в том числе по частотному диапазону (низко-, высокочастотные, импульсные), размеру перехода (точечные, плоскостные, микросплавные), конструкции, назначению и т. д. 

По назначению и основным параметрам диоды делят обычно на быстровосстанавливающиеся и общего назначения Быстровосстанавливающиеся диоды имеют предельно короткое время обратного восстановления (3-5 мкс), но допустимые параметры обратного напряжения при этом низкие (50В - 3кВ), прямого тока — от 10 А до 1 кА. Их используют в импульсных и высокочастотных цепях с частотами 10 кГц и более. 

Диоды общего назначения имеют высокие значения прямого тока (10 А - 5 кА), и обратного напряжения (50 В - 5 кВ). Их полупроводниковые массивные структуры снижают быстродействие: период обратного восстановления — 25-100 мкс. Для диодов общего назначения характерно прямое падение напряжения — 2,5-3В. Такие диоды применяют, как правило, в сетях с частотой 50 Гц. 

По конструкции силовые полупроводниковые диоды чаще всего делят на штыревые, таблеточные и приборы модульного исполнения. Также бывают диоды с корпусом под запрессовку и фланцевые. Детали отличаются своим способом монтажа в устройство или охладитель. В зависимости от вида корпуса диода меняется крутящий момент при монтаже.

Штыревые силовые диоды

Для обеспечения теплового и электрического контакта с охладителем диоды изготавливается из меди. Соединения массивного основания корпуса штыревого диода с охладителем и токоподводом производится с помощью штыря на основании прибора, имеющего резьбу. Силовой верхний силовой вывод выполняется в виде плетеного медного жгута. Катодом в них служит гибкий вывод, а анодом — медное основание для диодов прямой полярности, наоборот для диодов обратный полярности. 

Полупроводниковая структура помещается в герметичный корпус. Она образуется при соединении основания и крышки, которая имеет второй основной силовой вывод. Крышка производится в металлокерамическом или металлостеклянном исполнении. 

Штыревая конструкция силовых диодов обеспечивают возможность одностороннего охлаждения структуры полупроводника и применяются при токе до 320—500 А. Для контроля крутящего момента при их монтаже необходимо использовать динамометрический ключ.

На нашем сайте представлены диоды штыревого исполнения серии:

• низкочастотные (малыши) — имеют маркировку с буквой Д (Д122, Д212 Д112, Д222, Д132, Д232) прямой и обратный полярности;
• низкочастотные — имеют маркировку Д (Д141, Д1 Д151, Д161 и т. д.) прямой и обратный полярности;
• лавинные — имеют маркировку ДЛ (ДЛ161, ДЛ171) прямой и обратный полярности; 
• лавинные (малыши) — имеют маркировку ДЛ (ДЛ122, ДЛ112, ДЛ132, ДЛ142);
• частотные быстровосстанавливающиеся - имеют маркировку ДЧ (в т. ч. ДЧ151, ДЧ261, ДЧ271, ДЧ361) прямой и обратный полярности;

Особенности применения штыревых диодов

Диоды низкочастотные штыревой конструкции относятся к диодам прямой полярности общего назначения. Допустимые вибрационные нагрузки — 1-100 Гц. Допускается также воздействие многократных ударов с ускорением 147 м/с2 длительностью от 2 до 15 мс. Они применяются в цепях постоянного/переменного тока частотой <500 Гц в радиоэлектронных и электротехнических устройствах, в том числе в сварочной аппаратуре малой мощности, в неуправляемых/полууправляемых выпрямительных мостах. 

Лавинные штыревые диоды используются в выпрямителях для гальваники и электролиза. Они отличаются по принципу действия: при обратном смещении p-n перехода происходит лавинное размножение носителей заряда и их преодоление за некоторый промежуток времени пролётного пространства. В лавинных диодах напряжение практически не меняется. При производстве деталей используется кремний или арсенид галлия. Лавинные диоды применяют в источниках постоянного тока, в полууправляемых или неуправляемых выпрямительных мостах, для защиты электроцепей от перенапряжения.

Отличительная особенность штыревых быстровосстанавливающихся диодов — их способность к выдерживанию значительных нагрузок тока при высоких частотах. Такие диоды используются в статических преобразователях энергии, в цепях переменного/постоянного тока с частотой >2000 Гц, в том числе в силовых установках, где необходимы малые заряды восстановления и короткое время обратного восстановления. 

Силовые диоды таблеточного исполнения

Конструкция таблеточных (прижимных) диодов обладает повышенной устойчивостью к термоциклическим влияниям, так как не имеет сплавных и паяных соединений. Поэтому внутренние элементы, обладающие разными температурными коэффициентами расширения, могут двигаться независимо друг от друга.

Особенность эксплуатации и тестирования прижимных диодов — необходимость использования устройств, создающих контролируемое внешнее прижимное усилие. Игнорирование этого требования приводит к повреждениям кристалла и поломкам. Как правило, используются охладители, обеспечивающие равномерное распределение необходимого прижимного усилия. Модель охладителя (О143, О343, О153, О253 и т. д.) указывается в параметрах. 

При монтаже прижимного диода в охладитель, имеет значение усилие сжатия (указывается в технической документации). Контроль усилия сжатия производится с помощью индикатора прогиба траверсы.

На сайте предлагаются следующие виды диодов таблеточного исполнения:

• низкочастотные — имеют маркировку Д (Д133, Д143, Д153 и т. д.);
• лавинные — имеют маркировку ДЛ (ДЛ133, ДЛ153, ДЛ173 и т. д.);
• частотные быстровосстанавливающиеся - имеют маркировку ДЧ (ДЧ143, ДЧ243, ДЧ343 и т.д.) ;
• частотные лавинные (быстровосстанавливающиеся) — имеют маркировку ДЧЛ (ДЧЛ133, ДЧЛ233, ДЧЛ333 и т. д.).

Плоские основания таблеточных диодов являются анодом и катодом, символы полярности наносятся на их корпус.

Применение таблеточных диодов

Низкочастотные таблеточные диоды общего назначения применяются с электроприводами постоянного тока с частотой до 500 Гц (например, в промышленной и транспортной сфере, со сварочными аппаратами высокой мощности). Такие диоды обладают устойчивостью к синусоидальной вибрации с ускорением 49 м/с2 на частотах 1-100 Гц, а также влиянию одиночных ударов с ускорением 39,2 м/с2 и длительностью 50 мс. 

Лавинные диоды таблеточного исполнения используются в источниках постоянного тока, с выпрямителями гальваники и электролиза, с выпрямительными неуправляемыми/полууправляемыми мостами.

Частотные быстровосстанавливающиеся диоды таблеточной конструкции используют, в том числе в: 

• электроприводах постоянного тока значительной мощности;
• преобразователях частоты;
• выпрямителях для электрометаллургии;
• источниках бесперебойного питания;
• в инверторах.

Быстровосстанавливающиеся лавинные таблеточные диоды обладают сочетанием свойств быстровосстанавливающихся и лавинных диодов (быстрое восстановление после снятия напряжения, стабильная работа при коммутационных перенапряжениях). Они используются как при переменном, так и при постоянном токе в статических преобразователях электроэнергии с требованиями высокой ударной мощности рассеивания и мгновенного обратного восстановления. Среди преимуществ  также:

• способность защиты других приборов в питающих цепях преобразователей от перенапряжений;
• высокая способность к токовым нагрузкам при высоких частотах;
• низкие статические и динамические потери;
• при прямом токе потери минимальны;
• стойкость к электротермоциклированию.

Быстровосстанавливающиеся лавинные диоды применяют, в том числе:

• в разного типа выпрямительных мостах;
• в низковольтных выпрямителях гальванического и сварочного оборудования; 
• в электрогенераторах различного назначения;
• в приборах с высокочастотной коммутацией.

Такие диоды монтируют вместе с радиаторами для отвода тепла.

Силовые модули

Полупроводниковые приборы модульного исполнения используются в преобразователях электрической энергии. Их применяют также в регуляторах постоянного тока, в выпрямительных установках, сварочных аппаратах.

Силовые модули представляют собой гибридные конструкции с двумя силовыми полупроводниковыми кристаллами. При их изготовлении подбирается подходящий тип корпуса и кристаллов. Используемые схемы их соединения:

• параллельное с общим катодом;
• встречно-параллельное;
• параллельное соединение с общим анодом.

Модульные устройства благодаря прижимной конструкции обладают высокой стойкостью к циклическим нагрузкам, используются при рабочем напряжении до 6500 В и рабочем номинальном токе до 1250 А. При эксплуатации силовых полупроводниковых приборов не рекомендуется допускать по всем параметрам максимально возможные загрузки.

Виды силовых модулей, представленные на нашем сайте:

• диодные;
• тиристорные;
• диодно-тиристорные и тиристорно-диодные.

Все виды модулей имеют стандартизированную конструкцию, упрощающую их монтаж.

Маркировка

Код обозначений полупроводниковых приборов состоит из цифр и букв: МТ[1]-[2]-[3]-[4]-[5]-[6], где
[МТ] – Обозначения типа модульного прибора (МД — диодный, МТ — тиристорный, МТ/Д — тиристорно-диодный, МД/Т – диодно-тиристорный);
[1] — обозначение типа соединения приборов в схеме;
[2] — средний ток, максимально допустимый;
[3] — класс модуля (в соответствии с ГОСТ 30617);
[4] — модификация силового модуля (А2, С1 и т. п.);
[5] — климатическое исполнение (в соответствии с ГОСТ 15150);
[6] — категория размещения (в соответствии с ГОСТ 15150).

На нашем сайте представлены подробные технические характеристики каждого прибора, его размеры, внешний вид. Если при покупке у вас возникли затруднения с выбором диодов или других радиоэлектронных приборов, обратитесь к нашим менеджерам. Они помогут исходя из ваших нужд сделать оптимальное приобретение. В каталоге wolfstar.ru качественная и недорогая продукция, проверенная в работе и произведенная по современным российским и международным стандартам с соответствующим классом защиты.