Едно от най-важните устройства в силовите вериги са диодите, въпреки че те имат, наред с други, следните ограничения: те са еднопосочни устройства и токът не може да тече в посока, обратна на проводимостта. Единствената контролна процедура е да се обърне напрежението между анода и катода.
Силовите диоди се характеризират с факта, че в проводящо състояние те трябва да могат да издържат на висок ток с малък спад на напрежението. И обратно, те трябва да могат да издържат на силно отрицателно анодно напрежение с малка интензивност на изтичане.
Диодът отговаря на уравнението:
Характерната крива ще бъде тази, която може да се види в горната част, където:
VRRM: максимално обратно напрежение
RV: деформация на лакътя.
След това ще видим най-важните характеристики на диода, които можем да групираме, както следва:
- Статични характеристики:
- Блокиращи параметри (обратно пристрастие).
- Параметри на шофиране.
- Статичен модел.
- Динамични характеристики:
- Обратно време за възстановяване (trr).
- Влияние на trr върху превключването.
- Директно време за възстановяване.
- Правомощия:
- Максимална разсейваема мощност.
- Разсеяна средна мощност.
- Повтаряща се пикова обратна сила.
- Неповтаряща се пикова обратна мощност.
- Топлинни характеристики.
- Защита срещу свръхток.
Параметри в заключване
- Обратно пиково работно напрежение (VRWM): той е този, който може да се поддържа от устройството непрекъснато, без опасност от срутване от лавина.
- Повтарящо се пиково обратно напрежение (VRRM): е този, който може да се поддържа в пикове от 1 ms, повтарящи се на всеки 10 ms непрекъснато.
- Неповторяемо върхово обратно напрежение (VRSM): е такъв, който може да се поддържа само веднъж за 10ms на всеки 10 минути или повече.
- Прекъсващо напрежение (VBR): ако бъде достигнат, дори веднъж, за 10 ms диодът може да бъде разрушен или да влоши характеристиките си.
- Непрекъснато обратно напрежение (VR): е прякото напрежение, поддържано от диода в блокирано състояние.
Параметри на шофиране
- Номинален среден ток (IF (AV)): е средната стойност на максималната интензивност на синусовите импулси от 180us, която диодът може да издържи.
- Повтаряща се пикова интензивност (IFRM): е този, който може да се поддържа на всеки 20 ms, с пикова продължителност 1 ms, при определена температура на капсулата (обикновено 25є).
- Неповторяем пиков преден ток (IFSM): е максимално приложимият пиков интензитет, веднъж на всеки 10 минути, с продължителност 10 ms.
- Интензитет напред (IF): е токът, който протича през диода, когато е в проводимост.
Статични диодни модели
Различните диодни модели в техния пряк регион (статични модели) са представени на фигурата по-горе. Тези модели улесняват извършването на изчисленията, за които трябва да изберем подходящия модел според нивото на точност, от което се нуждаем.
Тези модели често се използват за ръчни изчисления, като запазват по-сложни модели за симулационни програми като PSPICE. Тези модели обикновено се предоставят от производителя и дори вече могат да се намерят в библиотеките на програмата.
Обратно време за възстановяване
Ако погледнем графиката, можем да разгледаме Qrr за площта на триъгълник:
От къде:
За изчисляване на IRRM и Qrr параметрите можем да приемем един от следните два случая:
- За ta = tb trr = 2ta
- За ta = trr tb = 0
И във втория случай:
Влияние на trr върху превключването
Ако времето за превключване на диода не е пренебрежимо малко:
- Работната честота е ограничена.
- Има разсейване на мощността по време на обратното време за възстановяване.
Фактори, от които зависи trr:
- Колкото по-висок е IRRM, толкова по-нисък е trr.
- Колкото по-голям е основният ток през диода, толкова по-голям е съхраняваният капацитет и следователно е по-голям trr.
Директно време за възстановяване
tfr (директно време за възстановяване): е времето, което изтича между момента, в който напрежението на възел катод става положително и момента, в който споменатото напрежение се стабилизира при стойността на VF.
Това време е значително по-малко от времето за обратно възстановяване и обикновено не причинява значителни загуби на мощност.
Връщане
Максимална разсейваема мощност (Pmбx)
Средна разсейвана мощност (PAV)
Определя се средната мощност (PAV), която устройството може да разсейва, като например:
Ако включим статичния модел в този израз, той ще доведе до:
и как:
е номиналният среден ток
е ефективният интензитет на квадрат
Най-накрая имаме:
Обикновено производителят интегрира в таблиците с характерни листове, които показват мощността, разсейвана от елемента за известна интензивност.
Друга информация, която производителят може да даде, е криви, които свързват средната мощност със средната интензивност и форм-фактора (тъй като форм-факторът е ефективният интензитет, разделен на средната интензивност).
Пикова повтаряща се обратна мощност (PRRM)
Неповтаряща се пикова обратна мощност (PRSM)
Температура на свързване (Tjmбx)
Понякога вместо температурата на кръстовището ни се дава „диапазон на работната температура“, което означава, че устройството е произведено за работа в диапазон от температури между две стойности, една минимална и друга максимална.
Температура на съхранение (Tstg)
Контейнер за термично съпротивление (Rjc)
където Tc е температурата на контейнера, а Pmбx е максималната разсейваема мощност.
Термично съпротивление на контейнер-дисипатор (Rcd)
Основни причини за свръхток
Тези претоварвания се превръщат в огромно повишаване на температурата в ставата, която не е в състояние да евакуира генерираните калории, почти мигновено преминавайки в състояние на късо съединение (термична лавина).
Защитни органи
Предпазителите, както показва името им, действат чрез сливане на метала, от който са съставени и техните характеристики са посочени според мощността, с която могат да се справят; Ето защо рейтингът на един предпазител се дава не само от неговата ефективна стойност на тока, но също така и от неговия I 2 t и неговото напрежение.
Параметър I 2 t
Трябва да изберем предпазител със стойност I 2 t по-ниска от тази на диода, тъй като той ще бъде разрушен, а не диодът.