Выпрямительные диоды — презентация онлайн

Похожие презентации:

Влияния состава и размера зерна аустенита на температуру фазового превращения и физико-механические свойства сплавов

Газовая хроматография

Геофизические исследования скважин

Искусственные алмазы

Трансформаторы тока и напряжения

Транзисторы

Воздушные и кабельные линии электропередач

Создание транспортно-энергетического модуля на основе ядерной энергодвигательной установки мегаваттного класса

Магнитные аномалии

Нанотехнологии

1. Выпрямительные диоды

Выполнили студенты группы 235-3:
Прытков С.В.
Дорохов А.С.
Ержанов Д.С.
Ефимов К.

2. Содержание.

1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
Определение.
Область применения.
Принцип работы.
Разновидности устройств и их обозначение.
Параметры выпрямительных диодов.
ВАХ.
Коэффициент выпрямления.
Мостовые схемы включения диодов.
Диоды Шотки.

3. Определение.

Выпрямительный диод — это
полупроводниковый прибор с
одним p-n переходом и с двумя
электродами, который служит
для преобразования
переменного тока в
постоянный.

4. Область применения.

Выпрямительные диоды применяются в
цепях управления, коммутации, в
ограничительных и развязывающих цепях, в
источниках питания для преобразования
(выпрямления) переменного напряжения в
постоянное, в схемах умножения напряжения и
преобразователях постоянного напряжения,
где не предъявляются высокие требования к
частотным и временным параметрам сигналов.

5. Принцип работы выпрямительного диода

Принцип работы этого устройства основывается на
особенностях p-n перехода. Анод присоединён к p
слою, катод к n слою. Возле переходов двух
полупроводников расположен слой, в котором отсутствуют
носители заряда. Это запирающий слой. Его
сопротивление велико.
При воздействии на слой определенного внешнего
переменного напряжения, толщина его становится
меньше, а впоследствии и вообще исчезнет.
Возрастающий при этом ток называют прямым. Он
проходит от анода к катоду. Если внешнее переменное
напряжение будет иметь другую полярность, то
запирающий слой будет больше, сопротивление возрастет.

6. Разновидности устройств и их обозначение.

По конструкции различают приборы двух видов: точечные и плоскостные.
В промышленности наиболее распространены кремниевые (обозначение —
Si) и германиевые (обозначение — Ge). У первых рабочая температура выше.
Преимущество вторых — малое падение напряжения при прямом токе.
Принцип обозначений диодов – это буквенно-цифровой код:
— Первый элемент – обозначение материала из которого он выполнен;
— Второй определяет подкласс;
— Третий обозначает рабочие возможности;
— Четвертый является порядковым номером разработки;
— Пятый – обозначение разбраковки по параметрам.

7. Параметры выпрямительных диодов.

• Частотный диапазон выпрямительных диодов
невелик. При преобразовании промышленного
переменного тока рабочая частота составляет 50 Гц,
предельная частота выпрямительных диодов не
превышает 20 кГц.
• По максимально допустимому среднему прямому
току диоды делятся на три группы: диоды малой
мощности (Iпр.ср. ≤ 0,3 А), диоды средней
мощности (0,3 А < Iпр.ср. < 10 А) и мощные
(силовые) диоды (Iпр.ср. ≥ 10 А). Диоды средней и
большой мощности требуют отвода тепла, поэтому
они имеют конструктивные элементы для установки
на радиатор.

8. Параметры выпрямительных диодов.

• В состав параметров диодов входят
диапазон температур окружающей среды (для
кремниевых диодов обычно от −60 до +125 °С)
и максимальная температура корпуса.
• Среди выпрямительных диодов следует особо
выделить диоды Шотки, создаваемые на базе
контакта металл-полупроводник и
отличающиеся более высокой рабочей
частотой (для 1 МГц и более), низким прямым
падением напряжения (менее 0,6 В).

9. Вольт-амперная характеристика

Вольт-амперную характеристику (ВАХ)
выпрямительного диода можно
представить графически. Из графика
видно, что ВАХ устройства нелинейная.
В начальном квадранте Вольт-амперной
характеристики ее прямая ветвь
отражает наибольшую проводимость
устройства, когда к нему приложена
прямая разность потенциалов. Обратная
ветвь (третий квадрант) ВАХ отражает
ситуацию низкой проводимости. Это
происходит при обратной разности
потенциалов.
Реальные Вольт-амперные характеристики
подвластны температуре. С
повышением температуры прямая
разность потенциалов уменьшается.

10. Коэффициент выпрямления

• Коэффициент выпрямления можно рассчитать.
Он будет равен отношению прямого тока
прибора к обратному. Такой расчет приемлем
для идеального устройства. Значение
коэффициента выпрямления может достигать
нескольких сотен тысяч.
Чем он больше, тем лучше
выпрямитель делает свою
работу.

11. Мостовые схемы включения диодов.

Дио́дный мо́ст — электрическая схема,
предназначенная для преобразования
(«выпрямления») переменного
тока в пульсирующий. Такое выпрямление
называется двухполупериодным.
Выделим два варианта включения мостовых
схем :
1. Однофазную
2. Трехфазную.

12. Однофазная мостовая схема.

На вход схемы подается переменное напряжение (для простоты будем
рассматривать синусоидальное), в каждый из полупериодов ток
проходит через два диода, два других диода закрыты
Выпрямление положительной полуволны
Выпрямление отрицательной полуволны
результате такого преобразования на выходе мостовой схемы
получается пульсирующее напряжение вдвое большее частоты
напряжения на входе .
В
а) исходное напряжение (напряжение на входе), б)
однополупериодное выпрямление, с) двухполупериодное
выпрямление

14. Трехфазная мостовая схема.

В схеме трехфазного выпрямительного моста в результате
получается напряжение на выходе с меньшими пульсациями, чем
в однофазном выпрямителе .

15. Диоды Шотки

Диоды Шоттки получают, используя переход металл-полупроводник.
При этом применяют подложки из низкоомного n-кремния (или
карбида кремния) с высокоомным тонким эпитаксиальным слоем того
же полупроводника .
УГО и структура диода Шоттки:
1 –низкоомный исходный кристалл кремния
2 – эпитаксиальный слой высокоомного
‖
‖‖‖
Кремния
‖‖‖
3 – область объемного заряд
4 – металлический контакт

English     Русский Правила

Выпрямительные диоды и их применение

Похожие презентации:

Диоды. Принцип работы диода

Выпрямительные диоды

Выпрямительный диод и стабилитрон

Электроника. Полупроводниковые диоды

Выпрямители. Однофазная однополупериодная схема выпрямления

Полупроводниковые диоды

Развитие электроники. Диоды

Преобразовательные устройства

Полупроводниковые диоды. Типы диодов, принципы работы, параметры и характеристики

Компонентная база электроники

Выпрямительные диоды и их
применение
Автор: В.

Кутев Dr. habil.sc. ing.
профессор
Рига 2014
1
Выпрямительные диоды
Выпрямительными называют диоды, предназначенные для
преобразования переменного напряжения промышленной частоты (50
или 400 Гц) в постоянное.
Полоса
Анод
Катод
Полоса
Анод
Катод
Анод
Катод
Анод
Выпрямительные диоды обычно
подразделяются на диоды малой,
средней и большой мощности,
рассчитанные на выпрямленный
ток до 0.3, от 0,3 до 10 и свыше 10
А соответственно.
Выпускаются также выпрямительные
матрицы и блоки, имеющие в одном
корпусе по четыре или восемь диодов,
соединенные по мостовой схеме
выпрямителя и имеющие Iпр max до 1
А и Uo6p max до 600 В.
Катод
2

3. Сравнительная характеристика некоторых типов выпрямительных диодов

Максимально
допустимое обратное
напряжение
(Uобр max)
Диод
Максимальный
прямой ток
( Iпр max)
1N4001
1A
50V
1N4002
1A
100V
1N4007
1A
1000V
1N5401
3A
100V
1N5408
3A
1000V
3

4.

Последовательное включение диодовRш
V
1
В высоковольтных цепях
используют последовательное
соединение диодов при этом
напряжение распределяется
между всеми диодами.
Rш
V
2
Rш
Rш
V
V
3
n
В этом случае, из-за различия величин Iобр
отдельных диодов, большая часть
приложенного напряжения будет падать на
диоде с наименьшим обратным током и
обратное напряжение может превысить
допустимое Uобр.макс, что приведет к его
пробою.
Для искусственного выравнивания напряжений диоды шунтируют резисторами Rш,
величины которых (все одинаковые) малы по сравнению с обратным
сопротивлением диодов.
4

5. Параллельное включение диодов

V
1
Rдоб
V
2
Rдоб
V
n
При необходимости получить
выпрямленный ток,
превышающий предельно
допустимое значение для
одного диода, применяют
параллельное включение
однотипных диодов.
R доб
Для выравнивания разброса
величин прямых
сопротивлений диодов Rпр
последовательно подключают
добавочные сопротивления
Rдоб небольшой величины.
5

6. Схемы выпрямления переменного напряжения при работе на активную нагрузку

6

7. Основные характеристики схем выпрямления

7
Однофазный однополупериодный выпрямитель
uBХ (t ) u1 (t ) U m1 sin t
u2 (t ) n u1 (t ) U m 2 sin t
Если вентиль В является идеальным, то
i  (t ) i 2 (t ) i Í (t )
U m2
sin t
RÍ
0
ï ðè
u2 (t ) 0
ï ðè
u2 (t ) 0
8
Двухфазная однотактная схема выпрямления
u 2 (t ) U m 2 sin t
и u ‘2’ (t ) U m 2 sin t.
‘
I
m2
U m2
R
i
i
H
U m2 sin t
(
t
)
(
t
)
(
t
)
iH iB1 iB 2
R
H
9

10. Двухполупериодная мостовая схема выпрямления

i
Cхема содержит трансформатор Тр с одной
вторичной обмоткой и 4 вентиля (В1 — В4) ,
включенных по мостовой схеме.
Вентили включены таким образом, что в
положительные полупериоды фазного напряжения
ток вторичной обмотки i2(t) протекает через В1, RН и
В3, а в отрицательные — через В2, RН и В4.
При этом направление протекания тока
через нагрузку
i
H
(t) =
i
B 1, B 3
i
(t ) + i B 2 , B 4 (t )
не меняется в течение всего периода выпрямляемого напряжения, в то время как ток
вторичной обмотки i2(t) дважды меняет направление
10

11. Pасчет схем выпрямления

При расчете схем выпрямления исходными данными являются:
1.Постоянные составляющие выпрямленного тока
и напряжения
, определяющие как величину сопротивления
нагрузки
, так и мощность , рассеиваемую на нагрузке.
2. Эффективное (действующее) значение
и частота f =1/T первичного
напряжения сети.
В результате расчета необходимо:
1. Выбрать схему выпрямления, обеспечивающую возможность получения
требуемых значений
и
.
2. Для выбранной схемы выпрямления определить требования к вентилям
схемы, оценив:
— эффективное (действующее) значение тока вентиля
;
— максимальное значение тока вентиля
;
— максимальное значение обратного напряжения вентиля
3. На основании рассчитанных значений
,
,
выбрать тип вентиля.
11

12. Cравнение технических характеристик основных схем выпрямления

I
0
12
Спасибо за внимание!

English     Русский Правила

На что следует обратить внимание при выборе правильного диода…

Полупроводниковые диоды широко используются во многих электронных схемах. Различные типы диодов оптимизированы для обеспечения различных характеристик, используемых в схемах. Важной функцией диодов является выпрямление.

Схемы однополупериодного выпрямителя используются для выпрямления мощности, демодуляции сигнала и обнаружения пиков, в то время как схемы с двумя диодами обеспечивают двухполупериодное выпрямление при использовании с трансформатором с отводом от средней точки. Сегодня схема двухдиодного выпрямителя не так часто встречается, как мостовые выпрямители с четырьмя диодами, которые могут быть сконструированы с трансформатором или без него, что значительно снижает стоимость схемы.

Рисунок 1. Схема двухполупериодного выпрямителя. Рисунок 2. Схема двухдиодного двухполупериодного (с отводом от середины) двухполупериодного выпрямителя. Рисунок 3. Схема двухполупериодного мостового выпрямителя.

При этом три диода для схем выпрямителя следующие:

1) Напряжение включения

Типичное напряжение включения или прямое напряжение кремниевого диода составляет 0,7 В, а германиевого диода – около 0,2–0,2 В. 0,3 В. Уменьшение прямого падения напряжения увеличивает чувствительность диодного выпрямителя, что имеет значение в некоторых приложениях, таких как обнаружение сигнала.

2) Номинальный ток диода

Величина тока нагрузки, протекающего через диод, определяет требуемый номинальный постоянный ток. Например, если нагрузка потребляет ток 1А, то диода 1N1007 (номинальный 1А) будет достаточно (правда, без запаса прочности!) Однако, если ток нагрузки больше 1А, то потребуется диод с более высоким номинальным током. Ток нагрузки не должен превышать номинал постоянного тока диода. То же самое может быть рассмотрено для тока питания. Если конструкция требует источника питания 3 А, диод должен выдерживать ток 3 А. Ток питания никогда не должен превышать номинальный ток диода, даже на мгновение.

3) Пиковое обратное напряжение

Диоды должны выдерживать пиковое обратное напряжение на них. Когда конденсатор сглаживает выходной сигнал, значение напряжения представляет собой пик формы входного сигнала, который в √2 раза превышает среднеквадратичное значение напряжения.

Полупериодный выпрямительный диод PIV

На другой половине периода волны пиковое значение напряжения еще в √2 раза превышает среднеквадратичное значение напряжения. Сумма двух значений представляет собой максимальное обратное напряжение на диоде. Таким образом, номинал диода PIV должен быть как минимум в 2 раза больше входного среднеквадратичного напряжения для схем однополупериодного выпрямителя и как минимум в четыре раза выше пикового напряжения трансформатора для схем двухдиодного двухполупериодного выпрямителя с учетом возможных переходных процессов.

Двухдиодные (с отводом от середины) двухполупериодные диоды выпрямителя PIV

В мостовых выпрямителях для того же выходного напряжения требуются диоды с номиналом PIV вдвое меньше, чем в выпрямителе с отводом от середины.

Диоды мостового двухполупериодного выпрямителя PIV

Принимая во внимание эти три важные характеристики, диод будет работать как выпрямитель, не повреждая его или остальную часть проекта, в котором он находится.

• Диод (11)
• Выпрямитель (6 )

Интегральные схемы выпрямления на карбидокремниевых диодах (Патент)

Интегральные схемы выпрямления на карбидокремниевых диодах (Патент) | ОСТИ.GOV

перейти к основному содержанию

• Полная запись
• Каталожные номера (11)
• Другое связанное исследование

Аннотация

Интегрированная схема выпрямителя из карбида кремния с изолирующим диодом на кристалле. Изолирующий диод может быть межканальным изолирующим диодом или межканальным изолирующим диодом. Схема представляет схему интегрированного диодного выпрямления для использования с двухфазным трансформатором со средним отводом, имеющим первый выход напряжения, второй выход напряжения и выход со средним отводом, с одной микросхемой, имеющей первый однополупериодный выпрямитель, подключенный к первому выходу напряжения. , второй однополупериодный выпрямитель, подключенный ко второму выходу напряжения, и соединение с плавающей подложкой, подключенное к выходу с центральным отводом, и встроенный первый изолирующий диод между каналом и подложкой, электрически подключенный между первым полуволновым выпрямителем и плавающей подложкой. .

Изобретатели:

Барлоу, Мэтью; Холмс, Джеймс А.

Дата публикации:

15.02.2022

Исследовательская организация:

Министерство энергетики США (USDOE), Вашингтон, округ Колумбия (США)

Организация-спонсор:

USDOE

Идентификатор ОСТИ:

1892624

Номер(а) патента:

11 251 717

Номер заявки:

16/899 941

Правопреемник:

Барлоу, Мэтью, Спрингдейл, Арканзас (США)

Номер контракта с Министерством энергетики:  

SC0017131; STTR-GTC-0024

Тип ресурса:

Патент

Отношение ресурсов:

Патентный файл Дата: 12. 06.2020

Страна публикации:

США

Язык:

Английский

---

Форматы цитирования

• MLA
• АПА
• Чикаго
• БибТекс

Барлоу, Мэтью и Холмс, Джеймс А. Схемы интегрального выпрямительного диода на основе карбида кремния . США: Н. П., 2022. Веб.

Копировать в буфер обмена

Барлоу, Мэтью и Холмс, Джеймс А. Схемы интегрального выпрямительного диода на основе карбида кремния . Соединенные Штаты.

Копировать в буфер обмена

Барлоу, Мэтью и Холмс, Джеймс А. 2022 г. «Схемы интегральных диодных выпрямителей из карбида кремния». Соединенные Штаты. https://www.osti.gov/servlets/purl/1892624.

Копировать в буфер обмена

@статья{osti_1892624,
title = {Схемы интегральных выпрямительных диодов на основе карбида кремния},
автор = {Барлоу, Мэтью и Холмс, Джеймс А.},
abstractNote = {Интегрированная схема выпрямителя из карбида кремния с изолирующим диодом на кристалле. Изолирующий диод может быть межканальным изолирующим диодом или межканальным изолирующим диодом. Схема представляет схему интегрированного диодного выпрямления для использования с двухфазным трансформатором со средним отводом, имеющим первый выход напряжения, второй выход напряжения и выход со средним отводом, с одной микросхемой, имеющей первый однополупериодный выпрямитель, подключенный к первому выходу напряжения. , второй однополупериодный выпрямитель, подключенный ко второму выходу напряжения, и соединение с плавающей подложкой, подключенное к выходу с центральным отводом, и встроенный первый изолирующий диод между каналом и подложкой, электрически подключенный между первым полуволновым выпрямителем и плавающей подложкой. .},
дои = {},
URL = {https://www.osti.gov/biblio/1892624}, журнал = {},
номер =,
объем = ,
место = {США},
год = {2022},
месяц = ​​{2}
}

Копировать в буфер обмена

---

Посмотреть патент

---

Экспорт метаданных

Сохранить в мою библиотеку

Вы должны войти в систему или создать учетную запись, чтобы сохранять документы в своей библиотеке.

Работы, упомянутые в этой записи:

• Красовский, Майкл Дж.
• Патентный документ США 7 688 117
• https://doi.org/https://image-ppubs.uspto.gov/dirsearch-public/print/downloadPdf/7688117

---

• Спрай, Дэвид Дж.
• Патентный документ США 9 013 002
• https://doi.org/https://image-ppubs.uspto.gov/dirsearch-public/print/downloadPdf/02

---

• Ким, Сансун; Элиас, Франсиско Хавьер; О’Салливан, Корнелиус Бендикт
• заявка на патент США 14/856748; 20170047744
• https://doi.org/https://image-ppubs.uspto.gov/dirsearch-public/print/downloadPdf/20170047744

---

• Барлоу, Мэтью; Холмс, Джеймс А.
• Патентный документ США 10 720 853
• https://doi.org/https://image-ppubs.uspto.gov/dirsearch-public/print/downloadPdf/10720853

---

• Ян, Цзяньань; Бернетт, Джеймс Д.; Гарни, Брэд Дж.
• заявка на патент США 13/560,010; 2014/0027810 Ал
• https://doi. org/https://image-ppubs.uspto.gov/dirsearch-public/print/downloadPdf/20140027810

---

• Красовский, Майкл Дж.
• Патентный документ США 8 416 007
• https://doi.org/https://image-ppubs.uspto.gov/dirsearch-public/print/downloadPdf/8416007

---

• Нойдек, Филип Г.
• Патентный документ США 7 935 601
• https://doi.org/https://image-ppubs.uspto.gov/dirsearch-public/print/downloadPdf/7935601

---

• Нойдек, Филип Г.
• Патентный документ США 8 841 698
• https://doi.org/https://image-ppubs.uspto.gov/dirsearch-public/print/downloadPdf/8841698

---

• Ферро, Арманд П.