ВЫПРЯМИТЕЛЬНЫЕ ДИОДЫ
Выпрямительные диоды вносят значительный вклад в общие потери преобразуемой мощности, которыми сопровождается работа всякого ИИЭ. Ниже представлено распределение потерь в элементах экспериментального мощного ИИЭ (ЯЕых = 200 Вт) с од-нотактным преобразователем и «прямым» включением выпрямителей (указан тип элемента и выраженная в процентах доля вносимых потерь):
Трансформаторы и дроссели........... 23
Выпрямительные диоды вторичных напряжений ... 28
Конденсаторы электролитические ......... 5
Входной транзистор............. 19
Схема управления и предвыходной каскад...... 11
Помехоподавляющие и защитные цепочки....... 14
Эти данные характерны для многих типов ИИЭ с мощностью от 40 до 200 Вт.
Важнейшими характеристиками диодов, предназначенных для ИИЭ, являются: прямое падение напряжения при заданном токе во включенном состоянии, время и скорость восстановления обратного сопротивления. В импульсном режиме прямое напряжение на диоде достигает статического значения не сразу. В течение переходного процесса, продолжающегося от 1 до 2 — 3 мкс (в зависимости от конструкции диода), напряжение на диоде в 1,5 — 2 раза может превосходить статическое значение. Это связано с эффектом модуляции сопротивления базы, который состоит в следующем.
Сразу после отпирания диода сопротивление его базы становится большим (оно определяется удельным сопротивлением, которое особенно велико для высоковольтных диодов). Протекание тока через диод сопровождается инжекцией в базу неосновных носителей и генерацией эквивалентного числа основных носителей (для сохранения электронейтральности базы). Поэтому удельное сопротивление базы диода падает, что вызывает уменьшение напряжения на нем.
Задержка установления прямого сопротивления диода вносит дополнительные потери, особенно для преобразователей с «прямым» включением выпрямителей, где имеется обмотка рекуперации энергии трансформатора с последовательно включенным высоковольтным диодом.
После перемены полярности напряжения на вторичной обмотке трансформатора диод выключается с некоторой задержкой t = ti4-tz. Время ti обусловлено рассасыванием неосновных носителей из области базы и восстановлением ее исходного удельного сопротивления. В это время через диод протекает обратный ток, который ограничен лишь сопротивлением внешней цепи. Этот ток также вызывает дополнительные потери, причем в схеме с «обратным» включением выпрямителей (см. рис. 3,а) обратный ток через диод трансформируется в бросок тока через транзистор при его отпирании. Время tz характеризует спад обратного тока через диод.
Параметры некоторых выпрямительных мостов и диодов, которые целесообразно использовать в ИИЭ, приведены в табл. П1Г П4, П5 приложения.
