Разработка силового кремниевого диода для контактной электросварки

      Силовые диоды относятся к области силовой промышленной электронной техники, в частности к конструированию и технологии изготовления выпрямительных диодов с р-n переходами, используются в различных областях тяжелой и легкой промышленности. Данные диоды широко применяются в силовых промышленных установках транспортной, металлургической, химической промышленности, энергетике и т.д.

      Данная работа посвящена разработке силового кремниевого диода на основе кремниево-молибденовой низкотемпературной сварки.

      Для расчета сроков службы силового кремниевого диода, предназначенного для контактной электросварки в оборудовании с максимальным напряжением лавинного пробоя 400 В и прямым средним током 7000 А был выбран прибор Ø 55 мм, толщиной 2,3 мм.

      Проведенные испытания и расчет показали, что предполагаемый срок службы примерно 20 млн. циклов, что соответствует десяти годам бесперебойной работы.

      Проведенные испытания эксплуатационно-технических характеристик показали достижения значений рабочих параметров силового диода: среднее значение прямого тока 7 110 А; максимально допустимый повторяющийся действующий прямой ток 11 200 А, обратный ток 50 мА.

      В результате расчета влияния коэффициентов термического расширения, возникающих из-за разности кристаллических решеток материалов, входящих в состав структуры силового диода (Al/Si/nanoAg/Mo), было определено, что приборы способны работать в широком температурном диапазоне -40 - +170 ºC. Этот результат подтверждает работоспособность данных диодов в оборудовании высокотемпературной контактной сварки.

Научный руководитель - к.т.н., доцент Лагов Петр Борисович