Силовые полупроводниковые приборы: диоды и тиристоры, их виды и применение

Силовые полупроводниковые приборы – элементы, которые применяются в преобразователях электрической энергии и в схемах силовых установок, являются неотъемлемой составляющей цепей как постоянного, так и переменного тока. Они играют роль выпрямителей или блокираторов, препятствующих коммутационным перенапряжениям. Чаще всего эти детали встречаются в конструкциях мощных турбинных генераторов, гальванических установок, низковольтных сварочных приборов, синхронных компенсаторов, электрогенераторов автомобилей и тракторов.

Разновидности популярных силовых диодов

Классифицируются силовые диоды на низкочастотные и частотные. Первые могут иметь штыревое, таблеточное и лавинное исполнение. Для производства таких элементов используется кремний. Модификации применяются в цепях с частотой до 500 Гц. Они могут выдерживать вибрации и многократные удары непродолжительное время.

Силовые диоды используются при частотах от 2000 Гц и больше. Они предназначены для схем установок, нуждающихся в быстром обратном восстановлении и небольших зарядах. Их особенностью является способность выдерживать высокие нагрузки. Их исполнение может быть штыревым и таблеточным.

Где используются силовые диоды

Различные промышленные установки не обходятся без использования обоих вариантов силовых диодов. Их области применения зависят от предназначения и особенностей техники. Элементы внедряются в схемы:

• неуправляемых и полуавтоматических мостов выпрямления;

• сварочных аппаратов и инверторов, отличающихся высокой и низкой мощностью;

• мощных электроприводов промышленного оборудования и транспортных средств;

• выпрямителей электролизных и гальванических приборов;

• оборудования, используемого в металлургии;

• источников бесперебойного питания.

Силовые диоды представляют собой неуправляемые электронные ключи. Они отличаются односторонней проводимостью. Проводящее состояние элементы приобретают при воздействии прямого напряжения. Полупроводники предназначены для токов свыше 10 ампер. При их выборе необходимо учитывать тип исполнения и технические характеристики.

Правильное решение поможет предупредить перенапряжение в процессе коммутации, повышение токов, вызывающих внешние или внутренние короткие замыкания, перегревание приборов, негативное воздействие помех. На сайте https://www.radioelementy.ru силовые диоды и другие радиодетали можно подобрать для любых цепей в ассортименте отечественных и зарубежных производителей.

Тиристоры: эксплуатация и разновидности

Это полупроводниковые приборы, предназначенные для комплектации выпрямителей, инверторных устройств, импульсных регуляторов, линий возбуждения генераторов. Исходя из вида тиристоры применяются в схемах широтноимпульсного пуска или в бесконтактных аппаратах. Они эффективно справляются с задачами по управлению скоростью электроподвижных составов, защитой сварочного оборудования.

Низкочастотные приборы способы выдерживать влияние синусоидальных вибраций в пределах до 100 Гц. Им не страшны многократные нагрузки продолжительностью в 2-15 мс. Увеличенную нагрузочную стойкость имеют быстродействующие тиристоры.

Они незаменимы в установках, нуждающихся в краткосрочном включении и отключении. Такие элементы отличаются способностью выдерживать критические скорости увеличения напряжения при закрытом состоянии и токовых импульсов – при открытом.

Распространенные модели тиристоров используются:

• при образовании цепей постоянного либо переменного тока в разнообразных электротехнических установках и радиоэлектронных приборах;

• оснащении высокомощных компенсаторов, регуляторов и преобразовательных механизмов тяговых подстанций, синхронных электрических двигателей, электродуговых печей;

• комплектации электросварочного и плавильного оборудования, электротранспортных средств, ИБП, силовых установок;

• проектировании других преобразователей.

При выборе полупроводниковых приборов, созданных на базе монокристалла, имеющего от трех p-n-переходов, необходимо обращать внимание на количество выводов. По этому значению они классифицируются на диодные, триодные и тетродные.

Вторым важным моментом является принцип действия силовых приборов. Он может быть симметричным (ток проводится в оба направления) и ассиметричным (движение импульсов осуществляется в одну сторону).

Устройства первого типа способны функционировать при положительных и отрицательных показателях. Индивидуальными параметрами выбора являются максимально допустимые прямые и обратные токи, уровень падения напряжения, степень управляющего сигнала, рассеиваемая мощность, определяющая силу подключаемых нагрузок.

Андрей Повный