ไดโอดเป็นแบบธรรมดา อุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ ซึ่งมีสองชั้นสองขั้วและทางแยกเดียว จุดต่อของไดโอดปกติสามารถเกิดขึ้นได้จากสารกึ่งตัวนำเช่นชนิด p และชนิด n เทอร์มินัลที่ p-type เรียกว่าแอโนดในขณะที่เทอร์มินัลที่ n-type เรียกว่าแคโทด มีความแตกต่างกัน ชนิดของไดโอด มีจำหน่ายในตลาด แต่ละประเภทมีการใช้งาน บทความนี้กล่าวถึงภาพรวมของไดโอดกำลัง ตามหลักการแล้วไดโอดจะต้องไม่มีเวลาในการกู้คืนแบบย้อนกลับ แต่ค่าใช้จ่ายในการลดขนาดของไดโอดดังกล่าวอาจเปลี่ยนแปลงได้ ในแอพพลิเคชั่นต่างๆเอฟเฟกต์เวลาการกู้คืนย้อนกลับไม่สำคัญดังนั้นจึงสามารถใช้ไดโอดต้นทุนต่ำได้
Power Diode คืออะไร?
คำจำกัดความ: ถึง ไดโอด ที่มีสองขั้วเช่นแอโนดและแคโทดและสองชั้นเช่น P & N ที่ใช้ใน อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลัง วงจรเรียกว่าไดโอดพลังงาน ไดโอดนี้มีความซับซ้อนมากขึ้นในการก่อสร้างและการใช้งานเนื่องจากอุปกรณ์ที่ใช้พลังงานต่ำต้องเปลี่ยนเพื่อให้เหมาะสมกับการใช้งานที่ใช้พลังงานสูง
ไดโอดพลังงาน
อยู่ในอำนาจ วงจรอิเล็กทรอนิกส์ ไดโอดนี้มีบทบาทสำคัญ สามารถใช้เป็นวงจรเรียงกระแสในวงจรคอนเวอร์เตอร์, วงจรควบคุมแรงดันไฟฟ้า, ไดโอด flyback / freewheeling , การป้องกันแรงดันย้อนกลับ ฯลฯ
ไดโอดเหล่านี้เกี่ยวข้องกับไดโอดสัญญาณยกเว้นความแตกต่างเล็กน้อยในการสร้าง ระดับการเติมในไดโอดสัญญาณสำหรับทั้ง P-layer และ N-layer จะเท่ากันในขณะที่ใน power diodes ทางแยกสามารถเกิดขึ้นระหว่างชั้น P + ที่เจือมากและ N-layer ที่เจือเพียงเล็กน้อย
การก่อสร้าง
การสร้างไดโอดนี้ประกอบด้วยสามชั้นเช่นชั้น P +, ชั้น n และชั้น n + ชั้นบนสุดคือชั้น P + ซึ่งมีการเจืออย่างมาก ชั้นกลางคือ n - ชั้นมันถูกเจือเบา ๆ และชั้นสุดท้ายคือชั้น n + และมันถูกเจืออย่างมาก
พลังงานไดโอดก่อสร้าง
ที่นี่ชั้น p + ทำหน้าที่เป็นขั้วบวกความหนาของชั้นนี้คือ 10 μmและระดับของยาสลบคือ 1019ซม-3.
ชั้น n + ทำหน้าที่เป็นแคโทดความหนาของชั้นนี้คือ 250-300 μmและระดับของยาสลบคือ 1019ซม-3.
n- ชั้นทำหน้าที่เป็นชั้นกลาง / ชั้นลอยความหนาของชั้นนี้ส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับ แรงดันไฟฟ้าเสีย & ระดับของยาสลบคือ 1014ซม-3. เมื่อความกว้างของเลเยอร์นี้เพิ่มขึ้นแรงดันไฟฟ้าจะเพิ่มขึ้น
หลักการทำงานของไดโอดพลังงาน
หลักการทำงานของไดโอดนี้คล้ายกับแบบปกติ PN ไดโอดแยก . เมื่อแรงดันไฟฟ้าของขั้วแอโนดสูงกว่าแรงดันไฟฟ้าของขั้วแคโทดไดโอดจะดำเนินการ ช่วงของการส่งต่อแรงดันตกในไดโอดนี้มีค่าน้อยมากประมาณ 0.5V - 1.2V ในโหมดนี้ไดโอดจะทำงานเป็นลักษณะไปข้างหน้า
หากแรงดันไฟฟ้าของแคโทดสูงกว่าแรงดันไฟฟ้าของขั้วบวกไดโอดจะทำงานเป็นโหมดปิดกั้น ในโหมดนี้ไดโอดจะทำหน้าที่เหมือนคุณสมบัติย้อนกลับ
ประเภทของไดโอดพลังงาน
การจำแนกประเภทของไดโอดเหล่านี้สามารถทำได้โดยขึ้นอยู่กับเวลาในการกู้คืนแบบย้อนกลับกระบวนการผลิตและการเจาะพื้นที่การพร่องในสภาพอคติแบบย้อนกลับ
ไดโอดกำลังขึ้นอยู่กับเวลาในการกู้คืนย้อนกลับและกระบวนการผลิตแบ่งออกเป็นสามประเภทเช่น
- ไดโอดวัตถุประสงค์ทั่วไป
- ไดโอดการกู้คืนที่รวดเร็ว
- ไดโอด Schottky
ไดโอดวัตถุประสงค์ทั่วไป
ไดโอดเหล่านี้มีเวลาในการกู้คืนย้อนกลับมากประมาณ25μsดังนั้นจึงสามารถใช้งานได้ในความถี่ต่ำ (สูงถึง 1 kHz) และการทำงานความเร็วต่ำ (สูงถึง 1- kHz)
ไดโอดการกู้คืนที่รวดเร็ว
ไดโอดเหล่านี้มีการกู้คืนที่รวดเร็วเนื่องจากเวลาในการกู้คืนย้อนกลับที่น้อยมากน้อยกว่า5μsซึ่งใช้ในแอปพลิเคชั่นสวิตชิ่งความเร็วสูง
ไดโอด Schottky
โปรดดูลิงก์นี้เพื่อทราบข้อมูลเพิ่มเติม ไดโอด Schottky
ไดโอดกำลังขึ้นอยู่กับการแทรกซึมของพื้นที่พร่องจะกลับสภาพเอนเอียงแบ่งออกเป็นสองประเภทเช่น
- เจาะผ่านไดโอด
- ไม่เจาะผ่านไดโอด
เจาะผ่านไดโอด
ไดโอดซึ่งความกว้างของพื้นที่พร่องที่การสลายจะเข้าสู่ชั้น n + เรียกว่าไดโอดเจาะทะลุ
ไม่เจาะผ่านไดโอด
ไดโอดที่ความกว้างของพื้นที่พร่องที่รายละเอียดไม่ผ่านเข้าไปในชั้น n + ที่อยู่ติดกันมักเรียกว่าไดโอดแบบไม่เจาะทะลุ
ในโหมดนี้ความกว้างของพื้นที่ดริฟต์จะเกินกว่าความกว้างสูงสุดของพื้นที่พร่องดังนั้นขอบเขตการพร่องจึงไม่สามารถเข้าไปในชั้น n + ที่อยู่ติดกันได้
วิธีการเลือก
การเลือกไดโอดกำลังสามารถทำได้โดยอาศัยแรงดันไฟฟ้า IF (กระแสไปข้างหน้า) และ VRRM (ค่าผกผันสูงสุด)
ไดโอดเหล่านี้ได้รับการป้องกันโดยใช้ วงจรดูแคลน จากแรงดันไฟฟ้าเกิน สิ่งนี้อาจเกิดขึ้นขณะทำกระบวนการกู้คืนย้อนกลับ วงจรดูแคลนที่ใช้สำหรับไดโอดกำลังส่วนใหญ่ประกอบด้วย ตัวต้านทาน & ตัวเก็บประจุที่เชื่อมต่อแบบขนานกับไดโอด
ลักษณะ V-I
ลักษณะ V-I ของไดโอดกำลังแสดงอยู่ด้านล่าง เมื่อแรงดันไฟฟ้าไปข้างหน้าเพิ่มขึ้นกระแสไปข้างหน้าจะเพิ่มขึ้นเป็นเส้นตรง
ปริมาณการรั่วไหลของกระแสไฟฟ้าที่น้อยกว่ามากจะจ่ายในสภาวะอคติย้อนกลับ กระแสนี้ไม่ขึ้นกับแรงดันย้อนกลับที่ใช้
กระแสไฟฟ้ารั่วส่วนใหญ่เป็นแหล่งจ่ายไฟเนื่องจากผู้ให้บริการรายย่อยในไดโอด เมื่อแรงดันไฟฟ้าย้อนกลับได้รับแรงดันไฟฟ้าแบบย้อนกลับการสลายตัวของหิมะถล่มจะเกิดขึ้น เมื่อเกิดการสลายย้อนกลับกระแสไฟฟ้าย้อนกลับจะเพิ่มขึ้นอย่างมากด้วยแรงดันย้อนกลับที่เพิ่มขึ้นน้อยลง กระแสไฟฟ้าย้อนกลับสามารถควบคุมได้โดยวงจรภายนอก
ข้อดีและข้อเสียของ Power Diode
ข้อดีและข้อเสียของไดโอดกำลังมีดังต่อไปนี้
- บริเวณจุดเชื่อมต่อ PN ของไดโอดนี้มีขนาดใหญ่และสามารถจ่ายกระแสไฟฟ้าได้มากอย่างไรก็ตามความจุของทางแยกนี้อาจมีขนาดใหญ่ซึ่งทำงานได้ที่ความถี่ต่ำกว่าและโดยทั่วไปจะใช้สำหรับการแก้ไขเท่านั้น
- จะแก้ AC ที่กระแสไฟสูงและแรงดันไฟฟ้าสูง
- ข้อเสียเปรียบหลักคือขนาดและอาจต้องแก้ไขเป็นไฟล์ อ่างความร้อน ในขณะที่มีกระแสไฟฟ้าสูง
- ต้องการฮาร์ดแวร์เฉพาะสำหรับติดตั้งและหุ้มฉนวนจากโครงโลหะที่มีอยู่โดยรอบ
การใช้งาน
การใช้งานไดโอดพลังงานมีดังต่อไปนี้
- ไดโอดนี้ให้การแก้ไขกำลังไฟฟ้าที่ไม่มีการควบคุม
- ใช้ในแอปพลิเคชันต่างๆเช่น DC แหล่งจ่ายไฟ สำหรับชาร์จแบตเตอรี่อินเวอร์เตอร์และ AC วงจรเรียงกระแส .
- สิ่งเหล่านี้ถูกใช้เช่นเครือข่ายที่ดูแคลนและไดโอดล้อหมุนฟรีเนื่องจากลักษณะเช่นแรงดันไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้าสูง
- ไดโอดเหล่านี้ใช้เป็นข้อมูลป้อนกลับไดโอดอิสระและวงจรเรียงกระแสไฟฟ้าแรงสูง
- ในสภาวะการสลายแบบย้อนกลับเมื่อกระแสและแรงดันไฟฟ้าของไดโอดนี้มีค่ามากการกระจายกำลังอาจสูงจนสามารถทำลายอุปกรณ์ได้
คำถามที่พบบ่อย
1). อะไรคือหน้าที่ของไดโอดพลังงาน?
เป็นเซมิคอนดักเตอร์ผลึกชนิดหนึ่งซึ่งใช้ในการเปลี่ยน AC เป็น DC และกระบวนการนี้เรียกว่าการแก้ไข
2). แอพพลิเคชั่นเพาเวอร์ไดโอดคืออะไร?
ไดโอดเหล่านี้ใช้ในกรณีที่มีแรงดันไฟฟ้าสูงและกระแสไฟฟ้าที่มากขึ้น
3). ไดโอดเพาเวอร์ประเภทใดบ้าง?
พวกมันฟื้นตัวเร็ว Schottky & ไดโอดเอนกประสงค์
4). อะไรคือความแตกต่างระหว่างพลังงานและไดโอดปกติ?
ไดโอดกำลังใช้งานได้ในกรณีที่ใช้กระแสไฟฟ้าและแรงดันไฟฟ้าสูงเช่นอินเวอร์เตอร์ในขณะที่ไดโอดปกติใช้กับแอปพลิเคชันสัญญาณขนาดเล็ก
ดังนั้นทั้งหมดนี้เป็นข้อมูลเกี่ยวกับ ภาพรวมของไดโอดกำลัง ที่มีบทบาทสำคัญในวงจรอิเล็กทรอนิกส์กำลัง ไดโอดเหล่านี้ใช้ในวงจรคอนเวอร์เตอร์เช่นไดโอดฟลายแบ็ควงจรควบคุมแรงดันไฟฟ้าไดโอดอิสระหรือการป้องกันแรงดันไฟฟ้าย้อนกลับเป็นต้นคำถามสำหรับคุณมีข้อเสียของไดโอดกำลังอย่างไร?
