Diodos de avalancha de potencia - Descripción general de la serie, especificaciones, hojas de datos

¿Qué es un diodo de avalancha de potencia?

Los diodos Avalanche se diferencian de los diodos rectificadores estándar en que el funcionamiento de los diodos Avalanche es posible en modo de ruptura por avalancha. Estos diodos tienen una formación de avalancha controlada.

Normalmente, un diodo Avalanche se caracteriza por el valor de la tensión de ruptura V_BR, que describe el valor mínimo del inicio de la ruptura por avalancha.

El diodo Avalanche también se caracteriza por los parámetros de energía de ruptura: la máxima potencia de disipación de picos de choque permisible P_RSM y/o la pérdida de energía durante la ruptura por avalancha.

Los diodos Avalanche pueden operar durante un largo intervalo de tiempo en la zona de ruptura eléctrica por avalancha en la rama inversa de la curva corriente-tensión:

La esencia de la formación de avalancha es que cuando un diodo está sometido a una tensión inversa mayor que la tensión de ruptura, la corriente inversa aumenta muy rápidamente.

En un diodo estándar no avalanche, la corriente se concentra en puntos individuales de la unión p-n y ocurre una ruptura térmica local: el diodo rectificador estándar falla.

En un diodo avalanche, la corriente inversa se distribuye de manera uniforme a través de la superficie de la unión p-n, lo que permite que el diodo disipe un pulso de potencia.

Así, los diodos avalanche se utilizan eficazmente para proteger los circuitos eléctricos de sobrecargas de voltaje pulsante.

Los Diodos Rectificadores Avalanche de Potencia se utilizan típicamente en diversos rectificadores de potencia, como equipos de soldadura y galvanoplastia, puentes rectificadores no controlados o semi-controlados, para prevenir los efectos perjudiciales de los sobretensiones de conmutación.

Todos los diodos avalanche tipo disco (tipo cápsula) presentados en este sitio tienen una carcasa cerámica de tipo press-pack estándar. Se prensan con una fuerza relativamente alta en disipadores de calor que también sirven como contactos eléctricos para los terminales del diodo.

Los diodos avalanche disponibles en el sitio web de AS ENERGI^TM tienen los siguientes rangos de parámetros: la clasificación de corriente directa I_FAV varía de 320A a 5000A, y el rango de tensión inversa de bloqueo V_RRM va de 400V a 6000V.

En la actualidad, los diodos de avalancha de potencia son un componente clave en rectificadores de alta potencia, arrancadores suaves, fuentes de alimentación, conmutación CA/CC, fundición de aluminio y refinado de otros metales, así como en el suministro a tierra.

Ver también los artículos: Diodos Rectificadores Estándar, Tiristores de Control de Fase (PCT), Tiristores Rápidos, Tiristores de Conmutación Rápida, Módulos de Tiristores – Resumen de la Serie.

Serie de diodos de avalancha de potencia:

Diodos Avalanche serie DL AS ENERGI^TM

Los Diodos Avalanche de Potencia serie DL AS ENERGI^TM están disponibles con clasificaciones de corriente directa I_FAV desde 320A hasta 5000A y voltajes de bloqueo inverso V_RRM desde 400V hasta 6000V.

Características de los diodos avalanche: bajo voltaje en estado activo, auto protegidos contra sobretensiones transitorias; disipación máxima de potencia de avalanche garantizada.

Tipo	IF(AV)M (TC, °C)	VRRM	IFRMS	IFSM	I2t	VF0	rF	Tvj max	Rth(j-c)	Fm	W	Paquete	Dimensiones ØDxØdxH	Ficha de datos
	A (°C)	V	A	kA	kA2·s	V	mΩ	°C	°C/W	kN	kg		mm	PDF
DL123-320	320 (113)	400-1600	770	5.5	151	0.90	0.830	150	0.075	5-7	0.07	PD21	42x19x14
DL133-500	500 (113)	400-1600	785	12	720	0.85	0.410	150	0.040	9-11	0.18	PD32	54x33x20
DL233-500	500 (110)	1000-2400	785	12	720	0.89	0.350	160	0.036	9-11	0.18	PD32	54x33x20
DL333-500	500 (123)	1000-1800	785	12	720	0.87	0.366	150	0.040	9-11	0.18	PD32	54x33x20
DL243-500	500 (120)	2000-2800	785	13	845	1.00	0.800	150	0.027	14-16	0.24	PD42	60x37x20
DL243-630	760 (110)	3600-4400	1190	9	405	1.10	0.700	160	0.027	14-16	0.24	PD42	60x37x20
DL243-800	880 (110)	2800-3400	1380	11	605	1.00	0.500	160	0.027	14-16	0.24	PD42	60x37x20
DL243-1000	1100 (110)	2000-2600	1727	14	980	0.85	0.300	160	0.027	14-16	0.24	PD42	60x37x20
DL343-630	630 (100)	2800-3600	989	12	720	1.00	1.070	150	0.027	14-16	0.24	PD42	60x37x20
DL153-800	800 (90)	4400-6000	1256	12	720	1.31	0.740	150	0.020	22-26	0.55	PD53	75x50x26
DL153-1000	1000 (100)	3800-5000	2500	18	1620	1.30	0.540	175	0.020	22-26	0.55	PD53	75x50x26
DL153-1250	1250 (115)	2200-3200	2095	26	3380	1.10	0.350	175	0.020	22-26	0.55	PD53	75x50x26
DL153-1600	1600 (100)	2200-3200	2515	27	3645	0.95	0.320	175	0.020	22-26	0.55	PD53	75x50x26
DL153-2000	2000 (100)	1600-2000	3140	30	4500	1.00	0.030	175	0.020	22-26	0.55	PD53	75x50x26
DL253-1250	1250 (100)	3200-4500	1962	28	3920	1.32	0.440	175	0.018	22-26	0.55	PD53	75x50x26
DL253-1600	1600 (110)	2200-3600	2500	32	5120	0.90	0.189	175	0.018	22-26	0.55	PD53	75x50x26
DL253-2000	2000 (101)	1000-1800	3140	30	4500	0.95	0.220	175	0.018	22-26	0.55	PD53	75x50x26
DL253-2500	2500 (100)	1600-2800	-	36	-	0.88	0.130	175	0.018	22-26	0.55	PD53	75x50x26
DL353-1600	1600 (100)	2200-3400	2512	26	3300	1.05	0.330	175	0.018	22-26	0.55	PD53	75x50x26
DL553-1600	1600 (85)	2800-4200	2512	30	13000	0.92	0.210	160	0.018	22-26	0.60	PD53	75x50x26
DL553-2000	2000 (85)	1600-3800	3140	33	13000	0.84	0.170	160	0.018	22-26	0.60	PD53	75x50x26
DL553-2500	2500 (85)	1600-3600	3925	36	13000	0.80	0.110	160	0.018	22-26	0.60	PD53	75x50x26
DL653-2000	2000 (85)	3400-3800	3140	33	13000	1.00	0.175	160	0.018	24-28	0.80	PD54	75x51x35
DL653-2500	2500 (85)	3400-3600	3925	36.3	13000	0.96	0.110	160	0.018	24-28	0.85	PD54	75x51x35
DL563-3200	3200 (100)	1800-3400	5024	46	20000	0.88	0.093	160	0.013	27-33	0.71	PD63	87x60x26
DL173-2500	2500 (103)	3200-4400	3925	40	8000	1.35	0.205	175	0.011	40-50	1.2	PD73	107x75x26
DL173-3200	3200 (100)	2400-3200	5000	45	10125	1.10	0.124	175	0.011	40-50	1.2	PD73	107x75x26
DL173-4000	3860 (100)	1600-2400	6060	50	12500	1.00	0.080	175	0.011	40-50	1.2	PD73	107x75x26
DL173-5000	5000 (84)	1000-1800	7850	60	18000	0.60	0.125	175	0.0085	40-50	1.5	D.F3	107x80x26
DL273-3200	3200 (103)	3000-3600	5024	42	8800	1.05	0.200	175	0.0085	40-50	1.5	D.F3	107x80x26
DL573-3200	3200 (100)	2400-3800	5024	40	25000	0.90	0.110	160	0.010	45-50	1.3	PD73	107x75x26
DL573-4000	4000 (100)	1600-3800	6280	50	25000	0.87	0.090	160	0.010	45-50	1.3	PD73	107x75x26
DL573-5000	5000 (100)	1200-1800	7850	60	25000	0.80	0.045	160	0.010	45-50	1.3	PD73	107x75x26
DL673-3200	3200 (100)	3400-3800	5024	40	25000	0.90	0.110	160	0.011	45-50	1.62	PD74	107x75x35
DL673-4000	4000 (100)	3400-3800	6280	50	25000	0.87	0.090	160	0.011	45-50	1.62	PD74	107x75x35

Diodos de avalancha ABB Power Grids (Hitachi Energy)

Diodos Avalanche serie 5SDD ABB Power Grids (Hitachi Energy) están disponibles con clasificaciones de corriente directa I_FAV desde 600A hasta 2700A y voltajes de bloqueo inverso V_RRM desde 1100V hasta 5000V.

Características de los diodos avalanche: bajo voltaje en estado activo, características de avalanche inversa, alta fiabilidad operativa, adecuados para operación en paralelo.

Tipo	IF(AV)M (TC=85°C)	VRRM	IFSM	VF0	rF	PRSM	Tvj max	Rth(j-c)	Rth(c-h)	Fm ±10%	Paquete	Sustitución AS ENERGITM	Ficha de datos
	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

Disipadores de calor con refrigeración por aire y por agua para diodos rectificadores tipo disco

El funcionamiento de dispositivos semiconductores a altas corrientes y altos voltajes inversos está acompañado de alta potencia en la unión p-n del chip de silicio.

Se utilizan disipadores de calor por aire y por agua para enfriar los diodos rectificadores de potencia.

El disipador de calor se caracteriza por el valor de disipación de potencia y el área de la superficie de enfriamiento, y se selecciona en función de la disipación de calor requerida a la potencia de funcionamiento del diodo.

En los diodos rectificadores tipo disco, la compresión necesaria de los contactos de prensado se proporciona solo si se ensamblan con disipadores de calor.

Para mantener las pérdidas eléctricas al mínimo y la disipación de calor al máximo, se debe proporcionar la fuerza de sujeción Fm necesaria durante el ensamblaje.

El rango de valores de la fuerza axial sobre el diodo Fm, es decir, la fuerza de compresión del diodo, varía de 10 a 100 kN dependiendo del diámetro del paquete (tipo de carcasa) y se especifica en la Ficha de datos.

Los disipadores de calor se utilizan para semiconductores tipo disco (tipo pastilla) con diámetro de superficie de contacto desde Ø19 mm hasta Ø100 mm.

Para más información sobre los disipadores de calor para diodos rectificadores tipo disco, consulte:
"Disipadores de calor por aire serie O", "Disipador de calor por aire serie SF", "Disipador de calor por agua serie SS".

Recomendaciones de instalación para diodos rectificadores de potencia de tipo disco:

La fiabilidad de la transferencia de calor y el contacto eléctrico entre las superficies de acoplamiento del diodo y el disipador de calor a lo largo de todo el rango de temperatura se asegura mediante un torque adecuado (fuerza de sujeción).

Antes del ensamblaje, debe realizarse una inspección visual (1) de las superficies de contacto para detectar daños mecánicos y limpiar (2) con alcohol (tolueno, gasolina, acetona).

Después de la inspección, fije los contactos de corriente (conectores), instale un pasador para fijar la alineación de la estructura.

Para mejorar los parámetros de transferencia de calor, se recomienda lubricar (3) con una capa fina de pasta térmica de silicona antes del ensamblaje, lo cual no es una condición obligatoria para la instalación.

Instale el diodo (3), la segunda parte del disipador de calor, el aislante de fibra de vidrio y la arandela de empuje.

Enrosque el travesaño (4) y ajuste uniformemente las tuercas. Asegúrese de que no haya desalineación y uniformidad de las superficies de contacto.

Cuando las piezas estén lo suficientemente apretadas pero aún móviles, se recomienda colocar el disipador de calor sobre una superficie plana y verificar la tolerancia de paralelismo del plano adyacente de las superficies (5).

Apriete cada tuerca por turnos (aproximadamente un cuarto de vuelta) hasta el tope (6). La cantidad de deflexión del travesaño determina si la fuerza de sujeción alcanzada corresponde a la requerida.

Después de la instalación, los elementos de fijación (tuercas y arandelas) deben ser asegurados adicionalmente contra la corrosión.

Consejos y recomendaciones para diodos de potencia:

Los diodos de potencia no deben operarse durante períodos prolongados a su carga límite para todos los parámetros. En este caso, el factor de seguridad se determina por el grado de fiabilidad requerido del dispositivo.

Reemplace un diodo de potencia fallido por un diodo que coincida con los parámetros del que está siendo reemplazado.

Se debe proporcionar un superenfriamiento cuando se opere en un entorno con temperatura ambiente elevada.

Se recomienda realizar una limpieza periódica de los diodos de potencia y disipadores de calor para eliminar polvo y contaminantes, asegurando una disipación de calor adecuada.

Se deben usar divisores inductivos de corriente (a menudo con cable toroidal trenzado) para igualar las corrientes entre los diodos de potencia conectados en paralelo. Los métodos de conexión más populares son circuito cerrado, circuito de bobina común o diodo de potencia. La eficiencia de los divisores de corriente en este caso está determinada por la sección transversal del cable magnético.

La prevención del desequilibrio de voltaje cuando los diodos de potencia están conectados en serie se logra utilizando resistores de derivación conectados en paralelo con cada diodo. La igualación de voltaje en condiciones transitorias se logra conectando condensadores en paralelo con cada diodo.

Está estrictamente prohibido tocar los diodos de potencia bajo alto voltaje durante su operación.