Выпрямительные низкочастотные диоды

Выпрямительные диоды

Это электронные приборы с одним p-n переходом обладающие односторонней проводимостью и предназначенные для преобразования переменного напряжения в постоянное. Частота выпрямляемого напряжения как правила не более 20 кГц. К выпрямительным диодам относятся также и диоды Шотки.

Низкочастотные выпрямительные диоды и мосты

Выпрямительные диоды содержат один p-n-переход и являются относительно простыми полупроводниковыми приборами. В зависимости от рабочей частоты (быстродействия), такие диоды делятся на низкочастотные (до 1 кГц), высокочастотные и импульсные (быстродействующие). При изложении данного раздела будем рассматривать только низкочастотные диоды. Другие группы диодов рассматриваются в следующем разделе. Основные параметры выпрямительных диодов [7]:

максимально допустимое обратное повторяющееся напряжение URRM;

максимально допустимый выпрямленный прямой средний/прямой эффективный (среднеквадратичный) ток — IF(AV)/IF(RMS);

максимально допустимый импульсный ток IFMS — для повторяющихся или единичных импульсов диодов (в частности, за 10 мс — половина периода частоты 50 Гц или за 8, 3 мс — для частоты 60 Гц);

прямое падение напряжения на включенном диоде UFM;

допустимая рабочая частота fmax.

Максимально допустимая мощность рассеяния, как правило, не задается и определяется стандартными типами корпусов диодов (с определенными значениями теплового сопротивления переход-корпус Rth JC). В большинстве случаев выпрямительные диоды крепятся к теплоотво-дящему радиатору (охладителю), а при таблеточной конструкции корпуса — с двух сторон. Отвод тепла обеспечивается путем естественной конвекции или принудительной вентиляции.

Для сетевых выпрямителей обычно выбираются выпрямительные диоды или мосты с напряжением URRM = 600-800 В для однофазной (~220/230 В) и 800-1000 В для трехфазной (3× ~220 В или 3× ~380 В) сети переменного тока [8]. При этом приняты во внимание максимальное повышение сетевого напряжения (на +20%), возможные «перекосы» напряжения фаз сети и др. В этом случае особенно важно обеспечить напряжение изоляции выводов относительно корпуса блока, которое должно быть Uisol≥ 2000 В.

Отметим, что, в отличие от других силовых компонентов, в СУ российские разработчики и производители значительно чаще используют силовые выпрямительные диоды отечественных фирм. Отечественные низкочастотные диоды имеют хорошо отработанную технологию, достаточно надежны и сравнительно недороги, например, диоды серий Д1ХХ (Д106-, Д112-, Д122- и т. д.), Д2ХХ (Д232-), Д3ХХ (Д333) и др. Эти диоды перекрывают диапазон напряжений URRM = 100-6000 В и токи IF(AV) = 10-6600 А. Диоды выпускаются в штыревом (металлостеклянные корпуса SD1-SD3, металлокерамические корпуса SD4-SD7), таблеточном и модульном исполнении. Одним из основных производителей силовых диодов и вообще компонентов силовой электроники является ОАО «Электровыпрямитель» (г. Саранск) [9]. Поставка диодов осуществляется многими фирмами-дилерами: ООО «Симметрон», ООО «Платан», ООО «Силовой диод» (г. Москва) и др. В частности, очень широкую номенклатуру силовых диодов поставляет ООО «Энергосистемавтоматика» (г. Москва) [10].

В таблице 1 приведены основные параметры некоторых низкочастотных выпрямительных диодов отечественных фирм.

Поскольку выпрямительные мосты собраны из выпрямительных диодов, то, естественно, они имеют аналогичный набор параметров. Но поскольку в мосте 2 диода включены последовательно в каждом полупериоде переменного напряжения, параметр UFM, естственно, имеет большее значение. Приведем для примера параметры мостов фирмы IR:

однофазный мост 26MBxxA: URRM = 200-800 В, IF(AV) = 25 А, IFSM = 475 А (10 мс), UFM= 1, 1 В; корпус D-34 A;

трехфазный мост 110MT120KB: URRM = 1200 В, IF(AV) = 110 А, IFSM = 950 А (10 мс), пороговое напряжение UFM0 = 0, 81 В; корпус — модуль.