Силові лавинні діоди - огляд серій, технічні характеристики, даташити (технічні специфікації)

Що таке лавинний діод?

Лавинні діоди відрізняються від стандартних випрямних діодів тим, що робота лавинного діода можлива в режимі лавинного пробою. Такі діоди мають кероване лавиноутворення.

Зазвичай лавинний діод характеризується величиною пробивної напруги V_BR, що описує мінімальне значення початку лавинного пробою.

Лавинний діод також характеризується енергетичними параметрами пробою: максимально допустимою ударною піковою потужністю розсіювання P_RSM та/або втратами енергії при лавинному пробої.

Лавинні діоди допускаються до роботи протягом тривалого інтервалу часу в зоні пробою електричної лавини на зворотній гілці кривої струм-напруга:

Суть лавиноутворення полягає в тому, що коли на діод подається зворотна напруга, більша за пробивну, зворотний струм дуже швидко зростає.

У стандартному нелавинному діоді, струм концентрується в окремих точках p-n переходу і відбувається локальний тепловий пробій - стандартний випрямний діод виходить з ладу.

У лавинному діоді, зворотний струм рівномірно розподіляється по поверхні p-n переходу, завдяки чому діод здатний розсіювати імпульс потужності.

Таким чином, лавинні діоди ефективно використовуються для захисту електричних ланцюгів від імпульсних перевантажень напруги.

Лавинні діоди для силових випрямлячів зазвичай використовуються в різних силових випрямлячах, таких як зварювальне та гальванічне обладнання, некеровані або напівкеровані випрямляючі мости, щоб запобігти згубному впливу комутаційних перенапруг.

Всі лавинні діоди таблеткового (капсульного) типу, представлені на цьому сайті, мають стандартний керамічний корпус притискного типу. Вони запресовані з відносно великою силою в охолоджувачі, які також слугують електричними контактами для виводів діодів.

Лавинні діоди, доступні на сайті AS ENERGI^TM мають наступні діапазони параметрів: номінальний прямий струм I_FAV від 320А до 5000А, а діапазон зворотної блокуючої напруги V_RRM від 400В до 6000В.

Сьогодні лавинні діоди є ключовим компонентом потужних випрямлячів, пристроїв плавного пуску, джерел живлення, перемикачів змінного/постійного струму, виплавки алюмінію та інших металургійних процесів, а також колійного живлення.

Дивіться також статті: Стандартні випрямні діоди, Тиристори фазового регулювання (PCT), Швидкодіючі тиристори, Швидкодіючі імпульсні тиристори, Тиристорні модулі - огляд серій.

Серії силових лавинних діодів:

Лавинні діоди серії ДЛ AS ENERGI^TM

Силові лавинні діоди ДЛ серії AS ENERGI^TM доступні з номіналами прямого струму I_FAV від 320А до 5000А і зворотної блокувальної напруги V_RRM від 400В до 6000В.

Особливості лавинних діодів: низька напруга у відкритому стані, самозахист від перехідних перенапруг; гарантоване максимальне розсіювання лавинної потужності.

Тип	IF(AV)M (TC, °C)	VRRM	IFRMS	IFSM	I2t	VF0	rF	Tvj max	Rth(j-c)	Fm	W	Корпус	Розміри ØDxØdxH	Даташити (технічні специф.)
	A (°C)	V	A	kA	kA2·s	V	mΩ	°C	°C/W	kN	kg		mm	PDF
ДЛ123-320	320 (113)	400-1600	770	5.5	151	0.90	0.830	150	0.075	5-7	0.07	PD21	42x19x14
ДЛ133-500	500 (113)	400-1600	785	12	720	0.85	0.410	150	0.040	9-11	0.18	PD32	54x33x20
ДЛ233-500	500 (110)	1000-2400	785	12	720	0.89	0.350	160	0.036	9-11	0.18	PD32	54x33x20
ДЛ333-500	500 (123)	1000-1800	785	12	720	0.87	0.366	150	0.040	9-11	0.18	PD32	54x33x20
ДЛ243-500	500 (120)	2000-2800	785	13	845	1.00	0.800	150	0.027	14-16	0.24	PD42	60x37x20
ДЛ243-630	760 (110)	3600-4400	1190	9	405	1.10	0.700	160	0.027	14-16	0.24	PD42	60x37x20
ДЛ243-800	880 (110)	2800-3400	1380	11	605	1.00	0.500	160	0.027	14-16	0.24	PD42	60x37x20
ДЛ243-1000	1100 (110)	2000-2600	1727	14	980	0.85	0.300	160	0.027	14-16	0.24	PD42	60x37x20
ДЛ343-630	630 (100)	2800-3600	989	12	720	1.00	1.070	150	0.027	14-16	0.24	PD42	60x37x20
ДЛ153-800	800 (90)	4400-6000	1256	12	720	1.31	0.740	150	0.020	22-26	0.55	PD53	75x50x26
ДЛ153-1000	1000 (100)	3800-5000	2500	18	1620	1.30	0.540	175	0.020	22-26	0.55	PD53	75x50x26
ДЛ153-1250	1250 (115)	2200-3200	2095	26	3380	1.10	0.350	175	0.020	22-26	0.55	PD53	75x50x26
ДЛ153-1600	1600 (100)	2200-3200	2515	27	3645	0.95	0.320	175	0.020	22-26	0.55	PD53	75x50x26
ДЛ153-2000	2000 (100)	1600-2000	3140	30	4500	1.00	0.030	175	0.020	22-26	0.55	PD53	75x50x26
ДЛ253-1250	1250 (100)	3200-4500	1962	28	3920	1.32	0.440	175	0.018	22-26	0.55	PD53	75x50x26
ДЛ253-1600	1600 (110)	2200-3600	2500	32	5120	0.90	0.189	175	0.018	22-26	0.55	PD53	75x50x26
ДЛ253-2000	2000 (101)	1000-1800	3140	30	4500	0.95	0.220	175	0.018	22-26	0.55	PD53	75x50x26
ДЛ253-2500	2500 (100)	1600-2800	-	36	-	0.88	0.130	175	0.018	22-26	0.55	PD53	75x50x26
ДЛ353-1600	1600 (100)	2200-3400	2512	26	3300	1.05	0.330	175	0.018	22-26	0.55	PD53	75x50x26
ДЛ553-1600	1600 (85)	2800-4200	2512	30	13000	0.92	0.210	160	0.018	22-26	0.60	PD53	75x50x26
ДЛ553-2000	2000 (85)	1600-3800	3140	33	13000	0.84	0.170	160	0.018	22-26	0.60	PD53	75x50x26
ДЛ553-2500	2500 (85)	1600-3600	3925	36	13000	0.80	0.110	160	0.018	22-26	0.60	PD53	75x50x26
ДЛ653-2000	2000 (85)	3400-3800	3140	33	13000	1.00	0.175	160	0.018	24-28	0.80	PD54	75x51x35
ДЛ653-2500	2500 (85)	3400-3600	3925	36.3	13000	0.96	0.110	160	0.018	24-28	0.85	PD54	75x51x35
ДЛ563-3200	3200 (100)	1800-3400	5024	46	20000	0.88	0.093	160	0.013	27-33	0.71	PD63	87x60x26
ДЛ173-2500	2500 (103)	3200-4400	3925	40	8000	1.35	0.205	175	0.011	40-50	1.2	PD73	107x75x26
ДЛ173-3200	3200 (100)	2400-3200	5000	45	10125	1.10	0.124	175	0.011	40-50	1.2	PD73	107x75x26
ДЛ173-4000	3860 (100)	1600-2400	6060	50	12500	1.00	0.080	175	0.011	40-50	1.2	PD73	107x75x26
ДЛ173-5000	5000 (84)	1000-1800	7850	60	18000	0.60	0.125	175	0.0085	40-50	1.5	D.F3	107x80x26
ДЛ273-3200	3200 (103)	3000-3600	5024	42	8800	1.05	0.200	175	0.0085	40-50	1.5	D.F3	107x80x26
ДЛ573-3200	3200 (100)	2400-3800	5024	40	25000	0.90	0.110	160	0.010	45-50	1.3	PD73	107x75x26
ДЛ573-4000	4000 (100)	1600-3800	6280	50	25000	0.87	0.090	160	0.010	45-50	1.3	PD73	107x75x26
ДЛ573-5000	5000 (100)	1200-1800	7850	60	25000	0.80	0.045	160	0.010	45-50	1.3	PD73	107x75x26
ДЛ673-3200	3200 (100)	3400-3800	5024	40	25000	0.90	0.110	160	0.011	45-50	1.62	PD74	107x75x35
ДЛ673-4000	4000 (100)	3400-3800	6280	50	25000	0.87	0.090	160	0.011	45-50	1.62	PD74	107x75x35

Лавинні діоди ABB Power Grids (Hitachi Energy)

Лавинні діоди 5SDD серії ABB Power Grids (Hitachi Energy) доступні з номінальними значеннями прямого струму I_FAV від 600А до 2700А і зворотної блокувальної напруги V_RRM від 1100В до 5000В.

Особливості лавинних діодів: низька напруга у відкритому стані, лавиноподібні зворотні характеристики, висока експлуатаційна надійність, придатність до паралельної роботи.

Тип	IF(AV)M (TC=85°C)	VRRM	IFSM	VF0	rF	PRSM	Tvj max	Rth(j-c)	Rth(c-h)	Fm ±10%	Корпус	Аналог AS ENERGITM	Даташити (технічні специф.)
	A	V	kA	V	mΩ	kW	ºC	K/kW	K/kW	kN			PDF
5SDA 06D3807	690	3800	7.0	1.10	1.01	50	160	40	10	11	D	ADA 600-38-D-07
5SDA 06D4407		4400										ADA 600-44-D-07
5SDA 06D5007		5000										ADA 600-50-D-07
5SDA 07D3206	790	3200	7.6	1.01	0.72	50	160	40	10	11	D	ADA 700-32-D-06
5SDA 07D3806		3800										ADA 700-38-D-06
5SDA 08D2905	910	2900	9.2	0.93	0.52	50	160	40	10	11	D	ADA 800-29-D-05
5SDA 08D3205		3200										ADA 800-32-D-05
5SDA 09D2004	1020	2000	11.5	0.87	0.39	50	160	40	10	11	D	ADA 900-20-D-04
5SDA 09D2304		2300										ADA 900-23-D-04
5SDA 09D2604		2600										ADA 900-26-D-04
5SDA 10D1703	1140	1700	13.5	0.83	0.30	50	160	40	10	11	D	ADA 1000-17-D-03
5SDA 10D2003		2000										ADA 1000-20-D-03
5SDA 10D2303		2300										ADA 1000-23-D-03
5SDA 11D1102	1310	1100	15.0	0.74	0.25	50	160	40	10	11	D	ADA 1100-11-D-02
5SDA 11D1402		1400										ADA 1100-14-D-02
5SDA 11D1702		1700										ADA 1100-17-D-02
5SDA 14F3807	1410	3800	17.5	1.13	0.44	50	160	20	5	22	F	ADA 1400-38-F-07
5SDA 14F4407		4400										ADA 1400-44-F-07
5SDA 14F5007		5000										ADA 1400-50-F-07
5SDA 16F3206	1620	3200	20.5	1.03	0.32	50	160	20	5	22	F	ADA 1600-32-F-06
5SDA 16F3806		3800										ADA 1600-38-F-06
5SDA 19F2905	1870	2900	23.5	0.95	0.23	75	160	20	5	22	F	ADA 1900-29-F-05
5SDA 19F3205		3200										ADA 1900-32-F-05
5SDA 21F2604	2110	2600	26.0	0.89	0.17	75	160	20	5	22	F	ADA 2100-26-F-04
5SDA 21F2904		2900										ADA 2100-29-F-04
5SDA 21F3204		3200										ADA 2100-32-F-04
5SDA 24F1703	2350	1700	29.0	0.84	0.13	75	160	20	5	22	F	ADA 2400-17-F-03
5SDA 24F2003		2000										ADA 2400-20-F-03
5SDA 24F2303		2300										ADA 2400-23-F-03
5SDA 27F1402	2700	1400	31.0	0.79	0.09	100	160	20	5	22	F	ADA 2700-14-F-02
5SDA 27F1702		1700										ADA 2700-17-F-02
5SDA 27F2002		2000										ADA 2700-20-F-02

Повітряні і водяні охолоджувачі для таблеткових випрямних діодів

Робота напівпровідникових приладів при великих струмах і високих зворотних напругах супроводжується великою потужністю в p-n переході кремнієвого чіпа.

Для охолодження випрямних діодів використовуються повітряні та водяні охолоджувачі.

Тепловідвід характеризується величиною розсіюваної потужності і площею поверхні охолодження і підбирається виходячи з необхідної тепловіддачі при робочій потужності діода.

У випрямних діодах таблеткового типу необхідне притискання притискних контактів забезпечується тільки в тому випадку, якщо вони зібрані з охолоджувачем.

Щоб звести електричні втрати до мінімуму, а тепловіддачу до максимуму, під час монтажу необхідно забезпечити необхідне зусилля затиску Fm.

Діапазон значень осьового зусилля на діод Fm, тобто зусилля стиснення діода, становить від 10 до 100 кН залежно від діаметра корпусу (типу корпусу) і вказується в паспорті.

Охолоджувачі застосовуються для таблеткових напівпровідників з діаметром контактної поверхні від Ø19 мм до Ø100 мм.

Дивіться додаткову інформацію про охолоджувачі для таблеткових випрямних діодів:
"Охолоджувачі повітрянні серії O для таблеткових пристроїв", "Охолоджувачі повітрянні серії SF", "Охолоджувачі водяні серії SS".

Рекомендації щодо встановлення випрямних діодів таблеткового типу:

Надійність теплопередачі та електричного контакту між поверхнями діода і охолоджувача у всьому діапазоні температур забезпечується за рахунок відповідного моменту затяжки (сила затиску).

Перед монтажем необхідно провести візуальний огляд (1) контактних поверхонь на наявність механічних пошкоджень і протерти (2) спиртом (толуолом, бензином, ацетоном).

Після огляду, зафіксуйте струмові контакти (виводи), встановіть штифт для фіксації вирівнювання конструкції.

Для поліпшення параметрів теплопередачі рекомендується перед монтажем змастити (3) тонким шаром силіконової теплопровідної пасти, що не є обов'язковою умовою при монтажі.

Встановіть діод (3), другу частину охолоджувача, скловолоконний ізолятор і упорну шайбу.

Далі потрібно нанизати траверсу на болти (4) і рівномірно затягнути гайки. Переконатися у відсутності перекосів і рівності контактних поверхонь.

Коли деталі достатньо затиснуті, але рухомі, рекомендуємо розмістити охолоджувач на плоскій поверхні і перевірте допуск паралельності спільної площини прилягання поверхонь (5).

Затисніть кожну гайку по черзі (приблизно на чверть обороту) до упору (6). Відповідність зусилля затиску перевіряється величиною прогину траверси.

Після монтажу кріплення (гайки та шайби) необхідно додатково захистити від корозії.

Поради та рекомендації щодо силових діодів:

Силові діоди не повинні експлуатуватися тривалий час при граничному навантаженні за всіма параметрами. У цьому випадку коефіцієнт запасу міцності визначається необхідним ступенем надійності пристрою.

Замініть несправний силовий діод на діод, який відповідає параметрам що замінюється.

У разі роботи в середовищі з підвищеною температурою навколишнього середовища необхідно передбачити додаткове охолодження.

Для забезпечення належного тепловідведення рекомендується періодичне очищення силових діодів і охолоджувачів від пилу та забруднень.

Для вирівнювання струмів між силовими діодами, підключеними паралельно, слід використовувати індуктивні дільники струму (найчастіше скручений тороїдальний дріт). Найпоширенішими способами з'єднання є замкнутий контур, контур із загальною котушкою або силовий діод. Ефективність дільників струму в цьому випадку визначається перетином магнітопроводу.

Запобігання несиметрії напруги при послідовному з'єднанні силових діодів досягається за рахунок використання шунтуючих резисторів, підключених паралельно кожному діоду. Вирівнювання напруги в перехідних режимах забезпечується паралельним підключенням конденсаторів до кожного діода.

Категорично забороняється торкатися силових діодів під високою напругою під час роботи.