Co je dioda napájení?
Výkonová dioda je krystalické polovodičové zařízení používané hlavně pro převod střídavého proudu (AC) na stejnosměrný proud (DC), což je proces známý jako rektifikace. Funkce výkonové diody, která se nachází v napájecích obvodech prakticky všech moderních elektrických a elektronických zařízení, je podobná mechanickému jednosměrnému ventilu. Vede elektrický proud s minimálním odporem v jednom směru, známém jako jeho směr vpřed, a zároveň zabraňuje toku proudu v opačném směru. Výkonové diody, které jsou obvykle schopné projít o několik stovek ampérů vpřed, mají mnohem větší křižovatky PN, a tedy vyšší kapacitu přenosu proudu, než jejich menší příbuzní signálních diod, používané ve spotřební elektronice k regulaci a snížení proudu. Díky tomu jsou výkonové diody vhodnější pro aplikace, kde jsou zapojeny větší proudy a vyšší napětí.
Výrobci obecně vyrábějí řadu výkonových diod vhodných pro konkrétní použití. Jsou hodnoceny podle maximálního proudu, který mohou přenášet ve směru vpřed, a maximálního zpětného napětí, které mohou odolat. V důsledku odporu dochází k malému poklesu napětí při průchodu elektrického proudu výkonovou diodou směrem dopředu. Naproti tomu výkonová dioda může odolávat pouze určitému množství napětí protékajícího v opačném směru, než dojde k jejímu rozpadu a přestane fungovat.
Výkonové diody jsou vyráběny primárně z křemíku, ačkoli malá množství jiných materiálů, takový jako bor, arsenid gallia, germanium nebo fosfor. Jediná výkonová dioda může být použita k převodu střídavého proudu na stejnosměrný proud, ale to produkuje to, co je známo jako poloviční vlna měnící se stejnosměrný proud. Více obyčejně, dvě nebo tři nebo více diod jsou připojeny v obvodu k produkci full-wave měnící se DC. Nejdůležitější z nich je můstkový usměrňovač, ve kterém čtyři připojené diody převádějí kladné i záporné úseky střídavé vlny na stejnosměrný proud, a tak vytvářejí celofrekvenční usměrnění.
Elektrické rozvodné sítě na celém světě obvykle používají k distribuci elektřiny třífázové střídavé napětí. Ačkoli to dodává měnící se DC od příchozího střídavého proudu, full-wave nebo můstkový usměrňovač nedodává DC při konstantním napětí nezbytném pro napájení nejmodernějších elektrických a elektronických zařízení. Proto je kondenzátor zásobníku obvykle připojen k výstupnímu konci usměrňovače, aby se vyhladilo zvlněné napětí. Například v typické americké domácnosti prochází třífázový střídavý proud z hlavních elektrických obvodů třemi páry výkonových diod. Výsledný stejnosměrný proud se potom vyhladí a dodá při napětí dostatečně konstantním pro použití jeho průchodem vyhlazovacím kondenzátorem.