ไดโอดพลังงานคืออะไร?

ไดโอดพลังงานเป็นอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ผลึกที่ใช้เป็นหลักในการแปลงกระแสสลับ (AC) เป็นกระแสไฟฟ้าโดยตรง (DC) ซึ่งเป็นกระบวนการที่เรียกว่าการแก้ไขพบได้ในวงจรแหล่งจ่ายไฟของอุปกรณ์ไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ที่ทันสมัยเกือบทั้งหมดฟังก์ชั่นไดโอดพลังงานคล้ายกับวาล์วทางกลไกทางกลมันดำเนินการกระแสไฟฟ้าที่มีความต้านทานน้อยที่สุดในทิศทางเดียวหรือที่เรียกว่าทิศทางไปข้างหน้าในขณะที่ป้องกันไม่ให้กระแสไหลไปในทิศทางตรงกันข้ามโดยทั่วไปแล้วสามารถผ่านไปได้มากถึงหลายร้อยแอมป์ไปข้างหน้าไดโอดพลังงานมีทางแยก P-N ที่มีขนาดใหญ่กว่าและด้วยเหตุนี้ความสามารถในการบรรทุกกระแสไฟไปข้างหน้าสูงกว่าญาติไดโอดสัญญาณขนาดเล็กที่ใช้ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภคเพื่อควบคุมและลดกระแสไฟฟ้าสิ่งนี้ทำให้ไดโอดพลังงานเหมาะกับแอปพลิเคชันที่มีกระแสไฟฟ้าขนาดใหญ่และแรงดันไฟฟ้าที่สูงขึ้น

ผู้ผลิตโดยทั่วไปผลิตไดโอดพลังงานที่เหมาะสมสำหรับการใช้งานโดยเฉพาะพวกเขาได้รับการจัดอันดับตามกระแสสูงสุดที่พวกเขาสามารถพกพาไปในทิศทางไปข้างหน้าและแรงดันไฟฟ้าย้อนกลับสูงสุดที่พวกเขาสามารถทนได้เนื่องจากความต้านทานแรงดันไฟฟ้าลดลงเล็กน้อยเกิดขึ้นเมื่อผ่านกระแสไฟฟ้าผ่านไดโอดพลังงานในทิศทางไปข้างหน้าในทางกลับกันไดโอดพลังงานสามารถทนต่อแรงดันไฟฟ้าจำนวนหนึ่งที่ไหลในทิศทางย้อนกลับก่อนที่จะหยุดลงและหยุดการทำงาน

ไดโอดพลังงานนั้นทำจากซิลิคอนเป็นหลักแม้ว่าวัสดุอื่น ๆ จำนวนเล็กน้อยเช่นโบรอนแกลเลียมอาร์เซไนด์เจอร์เมเนียมหรือฟอสฟอรัสก็ถูกนำมาใช้เช่นกันไดโอดพลังงานเดียวสามารถใช้ในการแปลง AC เป็น DC แต่สิ่งนี้สร้างสิ่งที่เรียกว่า DC ที่แตกต่างกันครึ่งคลื่นโดยทั่วไปแล้วไดโอดสองหรือสามตัวหรือมากกว่านั้นเชื่อมต่อกันในวงจรเพื่อผลิต DC ที่แตกต่างกันไปเต็มคลื่นสิ่งที่สำคัญที่สุดของสิ่งเหล่านี้คือวงจรเรียงกระแสบริดจ์ซึ่งไดโอดที่เชื่อมต่อสี่ตัวแปลงทั้งส่วนบวกและลบของคลื่น AC เป็น DC จึงสร้างการแก้ไขคลื่นเต็มรูปแบบ

ยูทิลิตี้พลังงานไฟฟ้าทั่วโลกโดยทั่วไปจะใช้ AC สามเฟสเพื่อกระจายกระแสไฟฟ้าแม้ว่ามันจะให้ DC ที่แตกต่างกันจาก AC ที่เข้ามา แต่วงจรเรียงกระแสแบบเต็มคลื่นหรือสะพานจะไม่ส่ง DC ที่แรงดันไฟฟ้าคงที่ที่จำเป็นต่อการใช้พลังงานอุปกรณ์ไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ที่ทันสมัยที่สุดดังนั้นตัวเก็บประจุอ่างเก็บน้ำมักจะเชื่อมต่อกับปลายเอาต์พุตของวงจรเรียงกระแสเพื่อให้แรงดันไฟฟ้าสั่นสะเทือนตัวอย่างเช่นในครัวเรือนในสหรัฐอเมริกาทั่วไป AC สามเฟสจากวงจรหลักไฟฟ้าผ่านไดโอดพลังงานสามคู่DC ที่ได้จะถูกทำให้เรียบและส่งมอบที่แรงดันไฟฟ้าคงที่เพียงพอสำหรับการใช้งานโดยผ่านผ่านตัวเก็บประจุที่เรียบ