Dispositivi a semiconduttore di potenza: diodi e tiristori, i loro tipi e applicazioni

Dispositivi a semiconduttore di potenza: gli elementi utilizzati nei convertitori di energia elettrica e nei circuiti delle centrali elettriche sono parte integrante di entrambi i circuiti a corrente continua e alternata. Svolgono il ruolo di raddrizzatori o bloccanti che impediscono la commutazione di sovratensioni. Molto spesso, questi dettagli si trovano nei progetti di potenti generatori a turbina, impianti galvanici, dispositivi di saldatura a bassa tensione, compensatori sincroni, generatori elettrici di automobili e trattori.

Varietà di diodi di potenza popolari

I diodi di potenza sono classificati in bassa frequenza e frequenza. Il primo può avere una versione pin, tablet e valanga. Il silicio viene utilizzato per produrre tali elementi. Le modifiche vengono utilizzate nei circuiti con una frequenza fino a 500 Hz. Sono in grado di resistere alle vibrazioni e agli shock ripetuti per un breve periodo.

I diodi di potenza vengono utilizzati a frequenze da 2000 Hz e oltre. Sono destinati a schemi di installazione che richiedono un rapido ripristino inverso e costi ridotti. La loro caratteristica è la capacità di resistere a carichi elevati. La loro esecuzione può essere pin e tablet.

Dove vengono utilizzati i diodi di potenza?

Varie installazioni industriali non possono prescindere dall'uso di entrambe le versioni dei diodi di potenza. Le loro applicazioni dipendono dallo scopo e dalle caratteristiche della tecnologia. Gli elementi sono incorporati negli schemi:

• ponti di rettifica non gestiti e semi-automatici;

• saldatrici e inverter, caratterizzati da alta e bassa potenza;

• potenti azionamenti elettrici di attrezzature e veicoli industriali;

• raddrizzatori di elettrolisi e dispositivi galvanici;

• apparecchiature utilizzate nella metallurgia;

• gruppi di continuità.

I diodi di potenza sono chiavi elettroniche non gestite. Si distinguono per la conduttività unilaterale. Lo stato conduttivo degli elementi acquisisce quando esposto alla tensione diretta. I semiconduttori sono progettati per correnti superiori a 10 ampere. Quando li si sceglie, è necessario tenere conto del tipo di esecuzione e delle specifiche tecniche.

La soluzione corretta aiuterà a prevenire sovratensioni durante il processo di commutazione, aumentando le correnti che causano cortocircuiti esterni o interni, surriscaldamento dei dispositivi e l'impatto negativo delle interferenze.

Tiristori: operazione e varietà

Si tratta di dispositivi a semiconduttore progettati per equipaggiare raddrizzatori, dispositivi inverter, regolatori di impulsi, linee di eccitazione del generatore. In base al tipo di tiristori, vengono utilizzati nei circuiti di avvio a larghezza di impulso o nei dispositivi senza contatto. Svolgono efficacemente le attività di controllo della velocità del materiale rotabile elettrico e di protezione delle apparecchiature di saldatura.

I dispositivi a bassa frequenza possono resistere all'influenza delle vibrazioni sinusoidali nell'intervallo fino a 100 Hz. Non hanno paura di carichi multipli della durata di 2-15 ms. L'aumento della resistenza di carico ha tiristori ad alta velocità.

Sono indispensabili in installazioni che richiedono accensione e spegnimento a breve termine. Tali elementi si distinguono per la loro capacità di resistere a tassi critici di aumento della tensione quando chiusi e impulsi di corrente quando aperti.

Sono utilizzati modelli di tiristori comuni:

• nella formazione di circuiti a corrente continua o alternata in una varietà di installazioni elettriche e dispositivi elettronici;

• equipaggiare compensatori, regolatori e meccanismi di conversione ad alta potenza di sottostazioni di trazione, motori elettrici sincroni, forni elettrici ad arco;

• set completi di apparecchiature elettriche per saldatura e fusione, veicoli elettrici, UPS, centrali elettriche;

• progettazione di altri convertitori.

Quando si scelgono dispositivi a semiconduttore creati sulla base di un singolo cristallo, che ha tre giunzioni p-n, è necessario prestare attenzione al numero di conclusioni. In base a questo valore, sono classificati in diodo, triodo e tetrodo.

Il secondo punto importante è il principio di funzionamento dei dispositivi di potenza. Può essere simmetrico (i flussi di corrente in entrambe le direzioni) e asimmetrico (gli impulsi viaggiano in una direzione).

I dispositivi del primo tipo sono in grado di funzionare con indicatori positivi e negativi. I singoli parametri di selezione sono le correnti massime in avanti e inverse consentite, il livello di caduta di tensione, il grado del segnale di controllo, la potenza dissipata, che determina l'intensità dei carichi collegati.