Leistungshalbleiterbauelemente: Dioden und Thyristoren, ihre Typen und Anwendungen

Leistungshalbleiterbauelemente - Elemente, die in elektrischen Energiewandlern und in Kraftwerksstromkreisen verwendet werden, sind ein integraler Bestandteil sowohl von Gleichstrom- als auch von Wechselstromkreisen. Sie spielen die Rolle von Gleichrichtern oder Blockern, die das Schalten von Überspannungen verhindern. Am häufigsten finden sich diese Details in den Konstruktionen von leistungsstarken Turbinengeneratoren, galvanischen Anlagen, Niederspannungsschweißgeräten, Synchronkompensatoren, elektrischen Generatoren von Autos und Traktoren.

Sorten populärer Leistungsdioden

Leistungsdioden werden in Niederfrequenz und Frequenz eingeteilt. Die erste kann eine Pin-, Tablet- und Lawinenversion haben. Zur Herstellung solcher Elemente wird Silizium verwendet. Modifikationen werden in Schaltkreisen mit einer Frequenz von bis zu 500 Hz verwendet. Sie können Vibrationen und wiederholten Stößen für kurze Zeit standhalten.

Leistungsdioden werden bei Frequenzen ab 2000 Hz und mehr verwendet. Sie sind für Installationsschemata vorgesehen, die eine schnelle Rückgewinnung und niedrige Gebühren erfordern. Ihr Merkmal ist die Fähigkeit, hohen Belastungen standzuhalten. Ihre Ausführung kann Pin und Tablet sein.

Wo werden Leistungsdioden eingesetzt?

Verschiedene Industrieanlagen können nicht auf die Verwendung beider Versionen von Leistungsdioden verzichten. Ihre Anwendungen hängen vom Zweck und den Merkmalen der Technologie ab. Elemente sind in Schemata eingebettet:

• nicht verwaltete und halbautomatische Gleichrichtungsbrücken;

• Schweißgeräte und Wechselrichter, gekennzeichnet durch hohe und niedrige Leistung;

• leistungsstarke elektrische Antriebe von Industrieanlagen und Fahrzeugen;

• Gleichrichter für Elektrolyse und galvanische Geräte;

• Geräte für die Metallurgie;

• unterbrechungsfreie Stromversorgungen.

Leistungsdioden sind nicht verwaltete elektronische Schlüssel. Sie zeichnen sich durch einseitige Leitfähigkeit aus. Der leitende Zustand der Elemente nimmt zu, wenn sie Gleichspannung ausgesetzt werden. Halbleiter sind für Ströme über 10 Ampere ausgelegt. Bei der Auswahl müssen die Art der Ausführung und die technischen Spezifikationen berücksichtigt werden.

Die richtige Lösung verhindert Überspannungen während des Schaltvorgangs, erhöht Ströme, die externe oder interne Kurzschlüsse verursachen, Überhitzung von Geräten und negative Auswirkungen von Interferenzen.

Thyristoren: Betrieb und Sorten

Hierbei handelt es sich um Halbleiterbauelemente zur Ausstattung von Gleichrichtern, Wechselrichtern, Schaltreglern und Generatoranregungsleitungen. Je nach Art der Thyristoren werden sie in Anlaufschaltungen mit Impulsbreite oder in berührungslosen Geräten eingesetzt. Sie bewältigen effektiv die Aufgaben der Kontrolle der Geschwindigkeit elektrischer Fahrzeuge und des Schutzes von Schweißgeräten.

Niederfrequenzgeräte können dem Einfluss sinusförmiger Schwingungen im Bereich von bis zu 100 Hz standhalten. Sie haben keine Angst vor Mehrfachlasten von 2-15 ms Dauer. Erhöhter Lastwiderstand haben Hochgeschwindigkeitsthyristoren.

Sie sind in Installationen unverzichtbar, die ein kurzfristiges Ein- und Ausschalten erfordern. Solche Elemente zeichnen sich durch ihre Fähigkeit aus, kritischen Spannungsanstiegsraten im geschlossenen Zustand und Stromimpulsen im geöffneten Zustand standzuhalten.

Gängige Thyristormodelle werden verwendet:

• bei der Bildung von Gleich- oder Wechselstromkreisen in einer Vielzahl von elektrischen Anlagen und elektronischen Geräten;

• Ausstattung von Hochleistungskompensatoren, Reglern und Umwandlungsmechanismen von Umspannwerken, Synchronelektromotoren und Lichtbogenöfen;

• komplette Sätze von elektrischen Schweiß- und Schmelzgeräten, Elektrofahrzeugen, USV, Kraftwerken;

• Entwerfen anderer Konverter.

Bei der Auswahl von Halbleiterbauelementen, die auf der Basis eines Einkristalls mit drei pn-Übergängen hergestellt wurden, muss auf die Anzahl der Schlussfolgerungen geachtet werden. Durch diesen Wert werden sie in Diode, Triode und Tetrode klassifiziert.

Der zweite wichtige Punkt ist das Funktionsprinzip von Leistungsgeräten. Sie kann symmetrisch (Strom fließt in beide Richtungen) und asymmetrisch (Impulse laufen in eine Richtung) sein.

Geräte des ersten Typs können mit positiven und negativen Indikatoren arbeiten. Die einzelnen Auswahlparameter sind die maximal zulässigen Vorwärts- und Rückwärtsströme, der Spannungsabfallpegel, der Grad des Steuersignals, die Verlustleistung, die die Stärke der angeschlossenen Lasten bestimmt.