Hvad er en kraftdiode?
En kraftdiode er en krystallinsk halvlederanordning, der hovedsageligt bruges til at konvertere vekselstrøm (AC) til jævnstrøm (DC), en proces, der er kendt som ensretning. Fundet i strømforsyningskredsløbene for stort set alt moderne elektrisk og elektronisk udstyr i dag, er en strømdiodes funktion beslægtet med en mekanisk envejsventil. Den leder elektrisk strøm med minimal modstand i en retning, kendt som dens fremadretning, mens den forhindrer strøm i at strømme i den modsatte retning. Typisk i stand til at passere så meget som flere hundrede ampere fremad, har effektdioder meget større PN-knudepunkter og dermed højere fremadstrøm bæreevne end deres mindre signaldiode-slægtninge, der bruges i forbrugerelektronik til at regulere og reducere strøm. Dette gør effektdioder bedre egnet til applikationer, hvor større strømme og højere spændinger er involveret.
Producenter producerer generelt en række effektdioder, der er egnede til særlig anvendelse. De er klassificeret i henhold til den maksimale strøm, de kan bære i fremadretningen, og den maksimale omvendte spænding, de kan modstå. På grund af modstand opstår der et lille fald i spænding, når en elektrisk strøm ledes gennem en kraftdiode i retning fremad. Omvendt kan en kraftdiode kun modstå en vis mængde spænding, der flyder i modsat retning, før den bryder sammen og ophører med at fungere.
Kraftdioder er primært fremstillet af silicium, skønt der også anvendes små mængder af andre materialer, såsom bor, galliumarsenid, germanium eller fosfor. En enkelt effektdiode kan bruges til at konvertere vekselstrøm til jævnstrøm, men dette producerer det, der kaldes halvbølger varierende jævnstrøm. Mere almindeligt er to eller tre eller flere dioder forbundet i kredsløb for at frembringe fuldbølger varierende jævnstrøm. Den vigtigste af disse er broens ensretter, hvor fire tilsluttede dioder konverterer både positive og negative sektioner af en vekselstrømsbølge til jævnstrøm, hvilket således frembringer fuldbølgeliggørelse.
Elektriske elværktøjer verden over bruger typisk trefaset vekselstrøm til at distribuere elektricitet. Selvom den leverer varierende jævnstrøm fra indkommende vekselstrøm, leverer en fuldbølger eller broens ensretter ikke jævnstrøm ved den konstante spænding, der er nødvendig for at drive det mest moderne elektriske og elektroniske udstyr. Derfor er en reservoirkondensator normalt forbundet til udgangsenden af ensretteren for at udjævne den krusede spænding. For eksempel, i en typisk amerikansk husstand, passerer trefaset vekselstrøm fra de elektriske hovedkredsløb gennem tre par kraftdioder. Den resulterende jævnstrøm udjævnes derefter og leveres ved en spænding, der er tilstrækkelig konstant til brug ved at føre den gennem en udjævningskondensator.