power diode ຖືກອອກແບບເພື່ອຮັບມືກັບໄຟຟ້າສູງແລະກະແສສູງໃນຂະນະທີ່ປ່ອຍໃຫ້ກະແສໄຫຼໄປໃນທິດທາງດຽວ. ໂຄງສ້າງ, ຄະແນນ ແລະ ພຶດຕິກໍາການປ່ຽນແປງຂອງມັນມີຜົນກະທົບຕໍ່ຄວາມຮ້ອນ, ການສູນເສຍພະລັງງານ ແລະ ຄວາມຫມັ້ນຄົງໃນຫມວດໄຟຟ້າ. ບົດຄວາມນີ້ໃຫ້ຂໍ້ມູນລາຍລະອຽດກ່ຽວກັບໂຄງສ້າງ, ການດໍາເນີນງານ, ຂໍ້ຈໍາກັດທາງໄຟຟ້າ, ພຶດຕິກໍາການຟື້ນຟູ, ຄວາມໄວຂອງການປ່ຽນແປງ ແລະ ການຄວບຄຸມຄວາມຮ້ອນ.
ຄ1. ພື້ນຖານ Power Diode
ຄ2. ໂຄງສ້າງແລະການດໍາເນີນງານຂອງ Power Diode
ຄ3. ຄະແນນໄຟຟ້າ Power Diode
ຄ4. Power Diode Forward Voltage ແລະ ການ ສູນ ເສຍ ພະລັງ
ຄ5. Power Diode Reverse Leakage ແລະ ຜົນກະທົບຂອງອຸນຫະພູມ
ຄ6. ພຶດຕິກໍາການຟື້ນຟູຄືນຂອງ Power Diode
ຄ7. Power Diode Reverse Recovery Parameters
ຄ8. Power Diode Switching Speed ປະເພດ
ຄ9. ການປຽບທຽບ Schottky ແລະ PN Power Diode
ຄ10. Power Diode ການຄວບຄຸມຄວາມຮ້ອນ ແລະ ການຫຸ້ມຫໍ່
ຄ11. ສະຫລຸບ
ຄ12. ຄໍາຖາມທີ່ຖາມເລື້ອຍໆ [FAQ]
ພື້ນຖານ Power Diode
Power diode ເປັນອຸປະກອນ semiconductor ທີ່ອອກແບບມາເພື່ອຮັບມືກັບສະພາບກະແສສູງແລະแรงดันສູງ. ມັນອະນຸຍາດໃຫ້ກະແສໄຟຟ້າໄຫຼໄປໃນທິດທາງດຽວໃນຂະນະທີ່ປິດກັ້ນມັນໄປໃນທິດທາງກົງກັນຂ້າມ. ເມື່ອສົມທຽບກັບ diodes ທີ່ມີສັນຍານນ້ອຍ, power diodes ໃຊ້ໂຄງສ້າງພາຍໃນທີ່ແຂງແຮງກວ່າເພື່ອຕ້ານທານຄວາມເຄັ່ງຕຶງທາງໄຟຟ້າແລະຄວາມຮ້ອນໃນລະຫວ່າງການດໍາເນີນງານ.
Power diodes ຖືກ ໃຊ້ ໃນ ການ ປ່ຽນ ແປງ ພະລັງ ແລະ ຫມວດ ຄວບ ຄຸມ. ມັນສະຫນັບສະຫນູນການປ່ຽນແປງ AC-to-DC, ປົກປ້ອງຫມວດຈາກแรงดันຄືນ, ແລະ ໃຫ້ເສັ້ນທາງກະແສທີ່ຄວບຄຸມໃນລະຫວ່າງການປ່ຽນແປງ. ຫນ້າທີ່ເຫຼົ່ານີ້ຊ່ວຍຮັກສາການດໍາເນີນງານທີ່ຫມັ້ນຄົງ ແລະ ຫລຸດຜ່ອນຄວາມສ່ຽງຕໍ່ຄວາມເສຍຫາຍໃນລະບົບໄຟຟ້າ.
ໂຄງ ຮ່າງ ແລະ ການ ດໍາ ເນີນ ງານ ຂອງ Power Diode
Power diode ຖືກ ສ້າງ ຂຶ້ນ ຈາກ ຊັ້ນ ຂອງ ວັດຖຸ semiconductor ທີ່ ຄວບ ຄຸມ ວິທີ ທີ່ ກະແສໄຟຟ້າ ເຄື່ອນ ຍ້າຍ ຜ່ານ ມັນ. ສົ້ນ ເບື້ອງ ຫນຶ່ງ ເອີ້ນ ວ່າ anode, ແລະ ອີກ ສົ້ນ ຫນຶ່ງ ເອີ້ນ ວ່າ cathode. ລະຫວ່າງສອງເຂດນີ້ມີຂອບເຂດພິເສດທີ່ຊ່ວຍ diode ໃຫ້ຮັບມືກັບໄຟຟ້າສູງໂດຍບໍ່ເພພັງ. ໂຄງສ້າງຊັ້ນນີ້ເປັນສິ່ງທີ່ອະນຸຍາດໃຫ້ diode ເຮັດວຽກຢ່າງປອດໄພໃນຫມວດໄຟຟ້າ.
ເມື່ອໃຊ້แรงดันໃນທິດທາງທີ່ຖືກຕ້ອງ, ປະກອບໄຟຟ້າຈະໄຫຼຈາກອາໂນດໄປຫາ cathode. ຊັ້ນພາຍໃນນໍາພາການໄຫຼນີ້ເພື່ອວ່າ diode ຈະສາມາດແບກກະແສໃຫຍ່ໄດ້ໂດຍບໍ່ໄດ້ຮັບຄວາມເສຍຫາຍ. ເມື່ອໃຊ້แรงดันໃນທິດກົງກັນຂ້າມ, ການໄຫຼຈະຢຸດເພາະການເຊື່ອມຕໍ່ພາຍໃນ diode ກີດຂວາງມັນ.
ຄະແນນໄຟຟ້າ Power Diode
| พารามิเตอร์ | ຄວາມຫມາຍ |
|---|---|
| VRRM | แรงดันย้อนกลับສູງສຸດ diode ໄຟຟ້າສາມາດປິດກັ້ນໄດ້ຊ້ໍາແລ້ວ ຊ້ໍາອີກ |
| IF(AV) | ກະແສສະເລ່ຍ diode ໄຟຟ້າສາມາດແບກຫາບໄດ້ຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ |
| IFSM | ກະແສໄຟຟ້າສັ້ນສູງສຸດ diode ສາມາດທົນທານ |
| VF | Voltage ຫລຸດລົງຜ່ານ power diode ເມື່ອນໍາພາ |
| IR | ກະແສນ້ອຍໆທີ່ໄຫຼເມື່ອປິດໄຟຟ້າ |
| Tj(ສູງສຸດ) | ອຸນຫະພູມພາຍໃນສູງສຸດທີ່ອະນຸຍາດ |
| RθJC | ການຕ້ານທານຕໍ່ການຫລັ່ງໄຫຼຂອງຄວາມຮ້ອນຈາກຈຸດເຊື່ອມຕໍ່ກັບກະເປົ໋າ |
Power Diode Forward Voltage ແລະ ການສູນເສຍພະລັງງານ
แรงดันຂ້າງຫນ້າຂອງ power diode ແມ່ນแรงดันທີ່ປາກົດຂ້າມມັນເມື່ອກະແສໄຫຼ. แรงดันນີ້ເຮັດໃຫ້ສູນເສຍພະລັງງານເພາະສ່ວນຫນຶ່ງຂອງພະລັງງານໄຟຟ້າຖືກປ່ຽນເປັນຄວາມຮ້ອນ. ເມື່ອ ກະ ແສ ເພີ່ມ ທະວີ ຂຶ້ນ, ການ ສູນ ເສຍ ພະ ລັງ ກໍ ຈະ ເພີ່ມ ທະ ວີ ຂຶ້ນ ຄື ກັນ, ຊຶ່ງ ເຮັດ ໃຫ້ ການ ຄວບ ຄຸມ ອຸນ ຫະ ພູມ ເປັນ ສິ່ງ ສໍາ ຄັນ ໃນ ລະ ຫວ່າງ ການ ດໍາ ເນີນ ງານ.
แรงดันຂ້າງຫນ້າທີ່ຕ່ໍາກວ່າຊ່ວຍຫລຸດຜ່ອນການສູນເສຍພະລັງງານແລະຄວາມຮ້ອນ. ເຖິງ ຢ່າງ ໃດ ກໍ ຕາມ, ການ ປ່ຽນ ຄ່າ ນີ້ ສາມາດ ກະທົບກະ ເທືອ ນຕໍ່ ຂໍ້ ຈໍາກັດ ທາງ ໄຟຟ້າ ອື່ນໆ ຂອງ power diode, ດັ່ງ ເຊັ່ນ ວິທີ ທີ່ ມັນ ກີດ ກັນ volt reverse ຫລື ວິທີ ທີ່ ມັນ ປະພຶດ ໃນ ລະຫວ່າງ ການ switching. ການເລືອກທີ່ສົມດຸນຈະຊ່ວຍຮັກສາການດໍາເນີນງານທີ່ຫມັ້ນຄົງ ແລະ ມີປະສິດທິພາບ.
Power Diode Reverse Leakage ແລະ ຜົນກະທົບຂອງອຸນຫະພູມ
ກະ ແສ ໄຫລ ຄືນ ເປັນ ກະ ແສ ນ້ອຍໆ ທີ່ ໄຫລ ຜ່ານ diode ພະ ລັງ ເມື່ອ ມັນ ກີດ ກັນ voltage. ກະ ແສ ນີ້ ຕ່ໍາ ຫລາຍ, ແຕ່ ມັນ ຈະ ເພີ່ມ ທະວີ ຂຶ້ນ ເມື່ອ ອຸນຫະພູມ ແລະ แรงดัน ຄືນ ສູງ ຂຶ້ນ. ແມ່ນ ແຕ່ ການ ຮົ່ມ ເລັກ ນ້ອຍ ກໍ ຈະ ເພີ່ມ ການ ສູນ ເສຍ ພະລັງ ແລະ ສ້າງ ຄວາມ ຮ້ອນ ເພີ່ມ ເຕີມ ຢູ່ ໃນ ອຸປະກອນ.
ເມື່ອ ອຸນຫະພູມ ສູງ ຂຶ້ນ, ກະ ແສ ທີ່ ໄຫລ ອອກ ມາ ສາມາດ ສູງ ຂຶ້ນ ຢ່າງ ໄວ ແລະ ສ້າງ ຄວາມ ກົດ ດັນ ໃຫ້ ແກ່ diode ຂອງ ພະລັງ. ເມື່ອເວລາຜ່ານໄປ, ສິ່ງນີ້ສາມາດຫລຸດຜ່ອນການດໍາເນີນງານທີ່ຫມັ້ນຄົງແລະເຮັດໃຫ້ອາຍຸການຮັບໃຊ້ສັ້ນລົງ. ດ້ວຍເຫດນີ້ຈຶ່ງຈໍາເປັນຕ້ອງມີຄະແນນກະແສໄຟຟ້າເມື່ອໃຊ້ໄຟຟ້າໃນສະພາບທີ່ມີแรงดันສູງຫຼືອຸນຫະພູມສູງ.
ພຶດຕິກໍາການຟື້ນຟູຄືນຂອງ Power Diode
ເມື່ອໄຟຟ້າປ່ຽນຈາກເປີດເປັນປິດ, ກະແສໄຟຟ້າຈະບໍ່ຢຸດທັນທີ. ໄຟຟ້າບາງສ່ວນຍັງເຫຼືອຢູ່ໃນ diode ແລະຕ້ອງຖືກມ້ຽນກ່ອນ. ໃນໄລຍະສັ້ນໆນີ້, ກະແສຈະໄຫຼໄປໃນທິດທາງກົງກັນຂ້າມເຖິງແມ່ນວ່າ diode ບໍ່ໄດ້ນໍາກະແສໄປຫນ້າອີກຕໍ່ໄປ. ສິ່ງນີ້ເປັນທີ່ຮູ້ຈັກກັນວ່າພຶດຕິກໍາການຟື້ນຟູຄືນ.
ເມື່ອ charge ທີ່ ເກັບ ໄວ້ ຖືກ ກໍາຈັດ ອອກ, ກະ ແສ ກັບ ຄືນ ຈະ ສູງ ຂຶ້ນ ເຖິງ ຈຸດ ສູງ ສຸດ ແລະ ແລ້ວ ຄ່ອຍໆ ຫລຸດ ລົງ ສູ່ 0. ຄ່າໃຊ້ຈ່າຍທັງຫມົດທີ່ຖືກຖອນອອກໃນໄລຍະເວລານີ້ເອີ້ນວ່າຄ່າໃຊ້ຈ່າຍການຟື້ນຟູຄືນ. ຄວາມຍາວຂອງຂະບວນການນີ້, ທີ່ຮູ້ຈັກກັນວ່າເວລາການຟື້ນຟູຄືນ, ມີຜົນກະທົບຕໍ່ຄວາມໄວຂອງ diode ສາມາດຕອບສະຫນອງຕໍ່ການປ່ຽນແປງຂອງแรงดัน.
ໃນ ຂະນະ ທີ່ ການ ຟື້ນ ຟູ ຄືນ ມາ ໃຫມ່, แรงดัน ຂ້າມ diode ຈະ ເພີ່ມ ທະວີ ຂຶ້ນ ແລະ ອາດ ສູງ ກວ່າ ປົກກະຕິ ໃນ ໄລຍະ ສັ້ນໆ. ສິ່ງນີ້ເຮັດໃຫ້ພາກສ່ວນຕ່າງໆຂອງຫມວດເຄັ່ງຕຶງຫຼາຍຂຶ້ນແລະເພີ່ມການສູນເສຍພະລັງງານ. Diodes ທີ່ມີເວລາຟື້ນຟູສັ້ນກວ່າ ແລະ charge ທີ່ເກັບໄວ້ຫນ້ອຍກວ່າ ເຫມາະສົມກວ່າສໍາລັບການນໍາໃຊ້ໄຟຟ້າທີ່ປ່ຽນແປງໄວ.
Power Diode Reverse Recovery Parameters
• TRR (Reverse Recovery Time): ເວລາທີ່ພະລັງໄຟຟ້າຕ້ອງຢຸດການນໍາພາ ແລະ ປິດກັ້ນ reverse voltage ຢ່າງເຕັມທີ
• Irr (reverse recovery current): ກະແສກັບຄືນສູງສຸດທີ່ໄຫຼໃນໄລຍະການຟື້ນຟູ
• Qrr (reverse recovery charge): ຄ່າໃຊ້ຈ່າຍທັງຫມົດທີ່ຕ້ອງຊໍາລະກ່ອນການປິດບັງຕາມປົກກະຕິ
Power Diode Switching Speed Types
| ປະເພດ | ຄວາມ ໄວ ຂອງ ການ ຟື້ນ ຟູ | ການໃຊ້ທົ່ວໄປ |
|---|---|---|
| ມາດຕະຖານ rectifier | ຊ້າໆ | ຫມວດໄຟຟ້າຄວາມໄວຕໍ່າ |
| Fast recovery diode | ກາງ | ການປ່ຽນໄຟຟ້າຄວາມໄວກາງ |
| Ultrafast diode | ໄວຫຼາຍ | ການ ປ່ຽນ ແປງ ພະລັງ ຄວາມ ໄວ |
| Soft-recovery diode | ຄວບຄຸມ | ຫມວດທີ່ຕ້ອງການສຽງດັງໄຟຟ້າຫລຸດລົງ |
ການປຽບທຽບ Schottky ແລະ PN Power Diode
| ລັກສະນະ | Schottky Power Diode | PN Power Diode |
|---|---|---|
| แรงดันຂ້າງຫນ້າ | ຕ່ໍາ ຫລາຍ | ພໍ ສົມ ຄວນ |
| ການຟື້ນຟູຄືນໃຫມ່ | ຫນ້ອຍ ທີ່ ສຸດ | ສໍາຄັນ |
| แรงดันย้อนกลับ | ຈໍາກັດ | ສູງ |
| ກະແສໄຟຟ້າ | ສູງກວ່າ | ລຸ່ມ |
| ຄວາມໄວຂອງການປ່ຽນແປງ | ໄວຫຼາຍ | ພໍ ສົມ ຄວນ |
Power Diode ການຄວບຄຸມຄວາມຮ້ອນແລະການຫຸ້ມຫໍ່
Power diodes ຜະລິດຄວາມຮ້ອນໃນລະຫວ່າງການດໍາເນີນງານຕາມປົກກະຕິ, ດັ່ງນັ້ນຄວາມຮ້ອນຕ້ອງຖືກລະບາຍຢ່າງມີປະສິດທິພາບຈາກການເຊື່ອມຕໍ່ພາຍໃນ. ແພັກເກດມີບົດບາດໃນຂະບວນການນີ້ໂດຍຈັດໃຫ້ມີເສັ້ນທາງໃຫ້ຄວາມຮ້ອນໄຫຼຈາກໄດໂອດໄປສູ່ພາຍນອກ. ແພັກເກດ diode ໄຟຟ້າທົ່ວໄປຖືກອອກແບບເພື່ອທົນກັບອຸນຫະພູມທີ່ສູງກວ່າ ແລະ ອໍານວຍຄວາມສະດວກໃນການຕິດຢູ່ກັບຜິວຫນ້າທີ່ເຢັນ.
ການຮັກສາ power diode ໃຫ້ຢູ່ໃນຂອບເຂດອຸນຫະພູມທີ່ປອດໄພແມ່ນຂຶ້ນຢູ່ກັບວິທີການເຢັນທີ່ເຫມາະສົມ. Heatsinks, ວັດສະດຸຕິດຕໍ່ຄວາມຮ້ອນ, ຄວາມກົດດັນທີ່ຖືກຕ້ອງ ແລະ ການຫລັ່ງໄຫຼຂອງອາກາດທີ່ດີຊ່ວຍຫລຸດຜ່ອນຄວາມຮ້ອນ. ການຄວບຄຸມຄວາມຮ້ອນທີ່ມີປະສິດທິພາບສະຫນັບສະຫນູນການດໍາເນີນງານທີ່ຫມັ້ນຄົງ ແລະ ຊ່ວຍຮັກສາປະສິດທິພາບເມື່ອເວລາຜ່ານໄປ.
ການສະຫລຸບ
ປະສິດທິພາບຂອງພະລັງງານ diode ຂຶ້ນຢູ່ກັບວິທີທີ່ຄະແນນໄຟຟ້າ, แรงดันຂ້າງຫນ້າ, ກະແສໄຟຟ້າ, ການຟື້ນຟູຄືນ, ແລະ ຂໍ້ຈໍາກັດຂອງອຸນຫະພູມເຮັດວຽກນໍາກັນ. ໂຄງສ້າງແລະການຫຸ້ມຫໍ່ມີຜົນກະທົບຕໍ່ການຫລັ່ງໄຫຼຂອງຄວາມຮ້ອນ, ໃນຂະນະທີ່ພຶດຕິກໍາການຟື້ນຟູແລະຄວາມໄວຂອງການປ່ຽນແປງມີຜົນກະທົບຕໍ່ຄວາມເຄັ່ງຕຶງແລະການສູນເສຍຂອງຫມວດ. ການເຂົ້າໃຈປັດໄຈເຫຼົ່ານີ້ຊ່ວຍອະທິບາຍວ່າເປັນຫຍັງ power diode ປະເພດຕ່າງໆຈຶ່ງຖືກໃຊ້ໃນໂປຣແກຣມພະລັງງານທີ່ແຕກຕ່າງກັນ.
ຄໍາຖາມທີ່ຖາມເລື້ອຍໆ [FAQ]
ຈະເກີດຫຍັງຂຶ້ນເມື່ອໄຟຟ້າ diode ເກີນກວ່າລະດັບแรงดันຫຼັງຂອງມັນ?
diode ເຂົ້າ ໄປ ໃນ ການ ພັງ ທະລາ ຍ, ເຮັດ ໃຫ້ ກະ ແສ ແລະ ຄວາມ ຮ້ອນ ເພີ່ມ ທະວີ ຂຶ້ນ. ສິ່ງນີ້ອາດນໍາໄປສູ່ຄວາມເສຍຫາຍຖາວອນຫຼືອາຍຸການດໍາເນີນງານຫນ້ອຍລົງ.
ເປັນຫຍັງຈຶ່ງໃຊ້ derating ກັບ power diodes?
ການຫລຸດຄວາມເຄັ່ງຕຶງທາງໄຟຟ້າແລະຄວາມຮ້ອນໂດຍການຮັກສາການດໍາເນີນງານໃຫ້ຕ່ໍາກວ່າຂອບເຂດສູງສຸດ, ຊຶ່ງຈະເພີ່ມຄວາມຫມັ້ນຄົງແລະຄວາມໄວ້ວາງໃຈໄດ້.
ອຸນຫະພູມອ້ອມແອ້ມມີຜົນກະທົບແນວໃດຕໍ່ພະລັງງານ?
ອຸນຫະພູມສະພາບແວດລ້ອມທີ່ສູງກວ່າຈໍາກັດການກໍາຈັດຄວາມຮ້ອນ, ເພີ່ມອຸນຫະພູມຂອງສາຍສໍາພັນ ແລະ ເພີ່ມກະແສໄຟຟ້າ ແລະ ການສູນເສຍພະລັງງານ.
ຄວາມສາມາດຂອງ avalanche ໃນ power diode ແມ່ນຫຍັງ?
ຄວາມ ສາ ມາດ ຂອງ Avalanche ແມ່ນ ຄວາມ ສາ ມາດ ທີ່ ຈະ ຕ້ານ ທານ ກັບ ການ ກະ ທົບ ກະ ເທືອນ ໃນ ເວ ລາ ສັ້ນໆ ໂດຍ ບໍ່ ຕ້ອງ ລົ້ມ ເຫລວ.
ການຕິດຕັ້ງມີຜົນກະທົບແນວໃດຕໍ່ປະສິດທິພາບຂອງ power diode?
ການຕິດຕັ້ງທີ່ບໍ່ດີຈະເພີ່ມຄວາມຕ້ານທານຄວາມຮ້ອນ, ດັກຄວາມຮ້ອນ ແລະ ເພີ່ມອຸນຫະພູມພາຍໃນ, ລົດຄວາມໄວ້ວາງໃຈ.
ເປັນຫຍັງຈຶ່ງລະບຸທັງຄະແນນສະເລ່ຍ ແລະ ກະແສໄຟຟ້າ?
ກະ ແສ ສະເລ່ຍ ກໍານົດ ຂອບ ເຂດ ຂອງ ການ ດໍາ ເນີນ ງານ ທີ່ ຕໍ່ ເນື່ອງ, ໃນ ຂະນະ ທີ່ ກະ ແສ ກະ ແສ ກໍາ ນົດ ຂອບ ເຂດ ສູງ ສຸດ ໃນ ໄລ ຍະ ສັ້ນໆ ໃນ ລະ ຫວ່າງ ການ ເລີ່ມ ຕົ້ນ ຫລື ເງື່ອນ ໄຂ ທີ່ ຜິດ ພາດ.