Dispositius semiconductors de potència: díodes i tiristors, tipus i aplicacions

Els dispositius de semiconductor d’energia - elements que s’utilitzen en convertidors d’energia elèctrica i en circuits de centrals elèctriques, són un component integral dels circuits de corrent directe i alternatiu. Exerceixen el paper de rectificadors o bloquejadors que impedeixen sobretensions de commutació. Molt sovint, aquests detalls es troben en els dissenys de potents generadors de turbines, plantes galvàniques, dispositius de soldadura de baixa tensió, compensadors síncrons, generadors elèctrics de cotxes i tractors.

Varietats de díodes de poder populars

Els díodes de potència es classifiquen en baixa freqüència i freqüència. El primer pot tenir versions de pin, tauleta i allau. El silici s’utilitza per produir aquests elements. Les modificacions s'utilitzen en circuits amb una freqüència de fins a 500 Hz. Poden suportar vibracions i cops repetits durant poc temps.

Els diodes de potència s'utilitzen en freqüències de 2000 Hz i més. Estan pensats per a esquemes d’instal·lació que necessiten recuperació ràpida inversa i baixos càrrecs. La seva característica és la capacitat de suportar càrregues elevades. La seva execució pot ser pin i tablet.

On s’utilitzen els díodes d’energia?

Diverses instal·lacions industrials no poden prescindir de l’ús d’ambdues versions de díodes d’energia. Les seves aplicacions depenen de la finalitat i de les característiques de la tecnologia. Els elements s'integren en esquemes:

• ponts de rectificació no gestionats i semiautomàtics;

• màquines de soldadura i inversors, caracteritzats per una potència alta i baixa;

• potents accionaments elèctrics d'equips i vehicles industrials;

• rectificadors d’electròlisi i dispositius galvànics;

• equips emprats en metal·lúrgia;

• fonts d'alimentació ininterrompuda.

Els díodes de poder són claus electròniques no gestionades. Es distingeixen per una conductivitat unilateral. L’estat conductor dels elements s’adquireixen quan s’exposen a tensió directa. Els semiconductors estan dissenyats per a corrents superiors als 10 amperis. A l’hora d’escollir-los, cal tenir en compte el tipus d’execució i les especificacions tècniques.

La solució correcta ajudarà a evitar la sobretensió durant el procés de commutació, augmentant les corrents que provoquen curtcircuits externs o interns, el sobreescalfament dels dispositius i l’impacte negatiu de la interferència.

Tiristors: funcionament i varietats

Es tracta de dispositius semiconductors dissenyats per equipar rectificadors, aparells inversors, reguladors de polsos, línies d’excitació de generadors. Segons el tipus de tiristors, s’utilitzen en circuits d’arrencada d’amplada de pols o en dispositius sense contacte. Afronten eficaçment les tasques de control de la velocitat de les roderies elèctriques i de la protecció dels equips de soldadura.

Els dispositius de baixa freqüència poden suportar la influència de les vibracions sinusoïdals en un rang de fins a 100 Hz. No tenen por de les càrregues múltiples de 2-15 ms. La resistència a la càrrega augmentada té els tiristors d'alta velocitat.

Són imprescindibles en instal·lacions que requereixen un funcionament a llarg termini o fora. Aquests elements es distingeixen per la seva capacitat de suportar les taxes crítiques d’augment de tensió quan es tanquen i els impulsos de corrent quan s’obren.

S'utilitzen models comuns de tiristors:

• en la formació de circuits de corrent directe o altern en una varietat d’instal·lacions elèctriques i dispositius electrònics;

• equipar compensadors d’alta potència, reguladors i mecanismes de conversió de subestacions de tracció, motors elèctrics sincrònics, forns d’arc elèctric;

• equips complets de soldadura elèctrica i equips de fusió, vehicles elèctrics, SAI, centrals elèctriques;

• dissenyar altres convertidors.

En triar dispositius semiconductors creats sobre la base d’un sol cristall, que tingui tres juntes p-n, cal parar atenció al nombre de conclusions. Per aquest valor, es classifiquen en díode, triode i tetrode.

El segon punt important és el principi de funcionament dels dispositius d’energia. Pot ser simètric (fluxos de corrent en les dues direccions) i asimètric (els polsos viatgen en una direcció).

Els dispositius del primer tipus poden funcionar amb indicadors positius i negatius. Els paràmetres de selecció individuals són el màxim de corrents endavant i inversos permesos, el nivell de caiguda de tensió, el grau del senyal de control, la potència dissipada, que determina la força de les càrregues connectades.