Конструкция штыревых силовых диодов

При изготовлении диодов в пластинку из кремния диффузионным способом вводят с одной стороны акцепторную примесь из бора, с другой – донорную примесь из фосфора. При высокой температуре атомы бора и фосфора диффундируют в кремнии и образуют ЭДП. Толщина пластины составляет 0,4¸0,5 мм; площадь ее обеспечивает плотность тока 0,5¸1 А/мм². Для защиты хрупкого p-n-перехода от тепловых и механических напряжений, пластину из кремния припаивают с обеих сторон к двум вольфрамовым пластинам, выполняющих роль термокомпенсаторов.

Выпрямительный элемент диода монтируется в герметичном корпусе, который защищает его от проникновения влаги, грязи.

Выводами диода являются основания корпуса (катод) и гибкий анодный вывод, проходящий через стальную крышку корпуса внутри стеклянного изолятора. Выводы диода припаиваются к вольфрамовым пластинам, ко второму концу гибкого вывода припаивают выводной гибкий шунт с наконечником (анод). Это облегчает сборку диода и не создает механических усилий на ЭДП.

Для увеличения интенсивности охлаждения диода к его корпусу прикрепляют алюминиевый или медный ребристый охладитель. В основании корпуса имеется стержень (штырь) с резьбой, который ввертывают в охладитель.

Диод может работать с номинальным током только при наличии охладителя и обдува его воздухом. На ЭПС принудительная система охлаждения со скоростью охлаждения воздуха 12 м/с.

На тяговых подстанциях эксплуатируются преобразователи типа ПВЭ-3, УВКЭ-1 с принудительной системой охлаждения – скорость охлаждения воздуха 10 м/с.

При таких скоростях исключается засорение охлаждающей системы, затраты мощности на принудительное охлаждение составляют менее 0,5% от мощности установки.

Диоды с жидкостным охлаждением вследствие ряда недостатков (трудоемкий монтаж, ухудшение теплообмена из-за отложения солей, необходимости подогрева охлаждающей системы в зимний период и т.д.) на тяговых подстанциях и ЭПС в настоящее время не применяют.

Преобразователи тяговых подстанций типа ПВКЕ, ПВЭ-5 и ТПЕД имеют естественное воздушное охлаждение.

Преобразователи типа В-ТПЕД и блоки БСЕ имеют радиаторы на базе тепловых трубок, система охлаждения – испарительно-конденсатная.