Półprzewodniki mocy
Półprzewodniki mocy to elementy półprzewodnikowe zaprojektowane w energoelektronice do sterowania i przełączania wysokich prądów i napięć elektrycznych (powyżej 1 ampera i napięć powyżej około 24 woltów ). Górna granica wielkości to odpowiednio kilka tysięcy amperów i woltów.
W tym celu potrzebne są przystosowane warianty normalnych elementów półprzewodnikowych, ponieważ wysokie prądy i napięcia mogłyby je zniszczyć. Stosowane są głównie następujące elementy:
- Diody mocy to elementy przełączające, które w zasadzie pozwalają na przepływ prądu tylko w jednym kierunku lub tylko powyżej określonej wartości napięcia. Są często używane w obwodach prostowniczych .
- Tyrystory to elementy przełączające, które umożliwiają elastyczne i dowolne ustawianie punktu przełączania za pomocą kontrolowanego napięcia na elektrodzie sterującej. Są to obok prostownika najbardziej typowe elementy w energoelektronice. Mają szeroką gamę zastosowań do przełączania, sterowania i regulacji.
- Triaki to dwa elementy tyrystorowe w jednym elemencie, które są połączone równolegle w przeciwnych kierunkach i sterowane razem. Triaki są używane głównie do sterowania i przełączania prądów przemiennych .
- MOSFET-y mocy i elementy IGBT to tranzystory o specjalnych właściwościach przełączania i mocy ze względu na ich atomową strukturę półprzewodnikową.
Praktyczne obszary zastosowań półprzewodników mocy to sterowanie napędami elektrycznymi w inżynierii ruchu i inżynierii mechanicznej, a także konwersja lub adaptacja napięcia, prądu i częstotliwości systemu zasilania elektrycznego do innych lub innych wartości. Półprzewodniki mocy są połączone równolegle w celu zwiększenia obciążalności prądowej ( połączenie równoległe ). Ponieważ użycie dyskretnych komponentów w standardowych obudowach ( TO-220 , TO-247) jest bardzo czasochłonne i nieekonomiczne, moduły mocy są używane w bardziej złożonych obwodach. Oprócz chipów mocy podłączonych w określonej topologii obwodu, zawierają one również rezystory do pomiaru prądu ( boczniki ) i styki elektryczne, aw wielu przypadkach mają elektrycznie izolującą, ale bardzo przewodzącą ciepło płytkę bazową.