2. . Выбор полупроводниковых диодов

Основными исходными параметрами, по которым производится выбор диодов, являются среднее значение анодного тока I_a и амплитудное значение обратного напряжения U_am. Определив расчетом эти величины, по справочнику выбирают тип вентиля, для которого выполняются условия

Ia макс доп  Ia ,

U_{a макс доп}  U_am,

где I_{a макс доп} – максимально допустимое среднее значение анодного тока вентиля данного типа;

U_{a макс доп}- максимально допустимое амплитудное значение обратного напряжения для вентиля данного типа.

В необходимых случаях следует учитывать влияние повышенной температуры окружающей среды, что обычно снижает допустимое обратное напряжение. Необходимые данные для учета влияния температуры приводятся в справочном листке на вентиль.

Большинство современных типов диодов изготавливается на основе германиевых и кремниевых кристаллов. При решении вопроса о выборе исходного материала следует иметь в виду, что кремниевые диоды могут работать при более высоких температурах, чем германиевые, и имеют значительно меньшую величину обратного тока.

Преимуществом германиевых вентилей следует считать меньшую величину прямого падения напряжения, что повышает к.п.д. выпрямителя, и несколько меньшую стоимость по сравнению с кремниевым.

При выборе мощных вентилей следует обращать внимание на условия их охлаждения. Способы охлаждения предусматриваются техническими условиями на вентили и весьма сильно влияют на допустимую величину анодного тока вентиля.

Пример. Для установки в выпрямительном блоке требуется выбрать полупроводниковый диод. Расчетом установлено, что при работе устройства максимальные электрические нагрузки на диод составят:

I_a = 4.8 А;

U_am = 375 В.

Пользуясь справочником [2] , для установки в схему выбираем диод типа КД203А со следующими основными параметрами:

I_{а макс доп} = 10 А;

U_{а макс доп} = 600 В.

Примечание. Выбранный диод имеет избыточный запас по допустимому прямому току I_а. Однако ближайший меньший номинал анодного тока составляет 5 А (диоды типа КД202). Такие диоды, хотя и способны работать в данной схеме, однако не обеспечивают достаточного запаса по току, поэтому их применение не может быть рекомендовано.

1.3. Выбор транзисторов

При выборе транзисторов учитываются три основные параметра: амплитудное значение тока коллектора I_кm, амплитудное значение напряжения коллектор-эмиттер или коллектор-база U_кэm (U_кбm), средняя мощность, выделяемая на коллекторе Р_к. Пользуясь справочником, выбираем такой тип транзистора, для которого:

Iк макс доп  Iкm;

U_{кэ макс доп}U_{кэ m};

Р_{к макс доп}Р_к,

где I_{к макс доп} - максимально допустимое значение коллекторного тока;

U_{к макс доп} - максимально допустимое значение напряжения коллектор-эмиттер;

Р_{к макс доп­} - максимально допустимое среднее значение мощности, рассеиваемой на коллекторе.

Температура окружающей среды при выборе транзисторов оказывает влияние на максимально допустимое напряжение и максимально допустимую мощность. При выборе материала транзистора следует учитывать те же особенности, что и при выборе диодов.

Частотные свойства транзисторов, предназначенных для работы в устройствах судовой автоматики, не имеют существенного значения, поскольку инерционность транзисторов заведомо пренебрежимо мала по сравнению с инерционностью других элементов, входящих в систему регулирования. Поэтому, как правило, в усилителях и других электронных элементах автоматики применяются транзисторы, принадлежащие к группе низкочастотных.

Особое внимание следует обратить на то, что транзисторы делятся на два типа: прп и рпр. При этом очевидно, что если схема рассчитана на транзистор, например рпр типа, то установка в данную схему транзистора прп совершенно невозможна, хотя бы он и имел все численные параметры, удовлетворяющие поставленным условиям. В некоторых случаях, однако, затруднения подобного рода могут быть преодолены незначительной перестройкой структуры схемы так, что она становится пригодной для использования транзисторов другого типа.

При выборе мощных транзисторов часто возникает вопрос о способе отвода тепла, выделяемого на коллекторном переходе транзистора, Обычно этот вопрос решается установкой транзистора на теплоотводящий радиатор. Необходимая величина площади радиатора в этом случае может быть определена с помощью специальных таблиц.

Пример. Для установки в схему усилителя мощности требуется подобрать транзистор рпр типа, способный работать в следующем режиме:

I _кm = 2.5 A;

U_{кэ m} = 30 В;

Р_к = 2.5 В.

Пользуясь справочником [2] , выбираем для установки транзистор типа ГТ703Д, имеющий следующие основные параметры:

I_{к макс доп} = 3.5 А;

U_{кэ макс доп} = 40 В;

Р_{к макс доп} = 15 В (с теплоотводом).