При выборе диода 1n4007 выпрямителя необходимо учитывать целый набор факторов, определяемых: принципиальной схемой выпрямителя, частотой и величиной входного переменного напряжения, величинами напряжения и тока нагрузки, условиями эксплуатации (температура, влажность, устойчивость входного напряжения и т.п.), характером нагрузки (емкостная, индуктивная), наличием коммутационных перегрузок в цепи нагрузки, параметрами применяемого трансформатора и т.д.
В первую очередь необходимо рассчитать значение максимального обратного напряжения, прикладываемого к силовым диодам при работе выпрямителя выбранного типа, а также оценить среднее значение протекающего через них прямого тока. Полученные таким образом значения необходимо откорректировать в зависимости от характера нагрузки.
При наличии активной емкостной нагрузки (что обычно бывает) амплитуда и эффективное значение тока силового диода могут значительно превышать его расчетное среднее значение. Поэтому, например, в однофазном мостовом выпрямителе с конденсаторным фильтром, если уровень пульсаций на выходе составляет около 0,1%, пиковое значение тока выпрямительного диода может достигать 15⋅Iпрсрmax. Чтобы исключить перегрузку диода по действующему значению и амплитуде тока и их перегреву, необходимо строго требовать максимального прямого среднего тока (Iпрсрmax) используемого диода. На практике для однополупериодных выпрямителей используется коэффициент 2,2, для двухполупериодных выпрямителей используется коэффициент 1,1 (то есть значение Iprcrmax используемого диода должно быть как минимум в 1,1 раза больше, чем значение, полученное по формуле в таблице 3.4. Один).
Максимально допустимое повторяющееся обратное напряжение (Uobripmax) используемого диода также зависит от нагрузки (характер этого эффекта можно рассчитать по следующей формуле). Во избежание превышения этого значения в начальное время после включения выпрямителя и во время его работы (в том числе в состоянии покоя) в качестве этого параметра следует выбрать силовой диод с некоторым запасом.
Исходя из найденных значений Iprcrmax и Uobripmax (не забудьте ввести расчетную частоту переменного напряжения), сначала выберите силовой диод в соответствии с справочным листом данных. Для характеристик выпрямителя важен тип выбранного выпрямительного диода. Напомним, что диоды из кремния, германия или арсенида галлия с p-n-переходами (включая лавинные диоды) и диоды из кремния или арсенида галлия с переходами Шоттки могут использоваться в качестве выпрямителей.
Германиевые выпрямительные диоды получили широкое распространение 10–20 лет назад. В настоящее время они практически полностью заменены более совершенными приборами на основе кремния и арсенида галлия. И только в редких случаях положительные характеристики германиевых диодов могут привести к их использованию в выпрямителях. Основными характеристиками германиевых диодов с pn переходом являются:
Прямое снижение напряжения (на германиевых диодах с максимально допустимым прямым током падение напряжения примерно вдвое больше, чем у аналогичных кремниевых диодов), это важная технология, но, к сожалению, это только кремниевый выпрямительный диод Единственное преимущество;
При повторном включении диода наблюдается явный ток насыщения;
Обратный ток намного выше, чем у аналогичных кремниевых диодов.
Напряжение пробоя уменьшается с ростом температуры (большой обратный ток германиевых диодов является причиной тепловых характеристик пробоя), и величина этого напряжения меньше напряжения пробоя кремниевых диодов.
Верхний предел диапазона рабочих температур германиевых диодов составляет около 75 ° C, что намного ниже, чем диапазон рабочих температур кремниевых диодов.
Существенным недостатком германиевых диодов является то, что они не выдерживают даже кратковременных импульсных перегрузок по обратному напряжению. Это определяется механизмом пробоя германиевых диодов — термический пробой происходит, когда в месте пробоя выделяется большая удельная мощность для генерации тока.
