El diodo de potencia

Hecho este breve, aunque necesario, recordatorio, entremos ya de lleno en el tema que nos afecta, es decir, en las particularidades de los diodos de «potencia».Un diodo de potencia no es más que un diodo semiconductor de silicio (diodo de unión), cuyas características constructivas le permiten soportar corrientes directas muy elevadas, así como temperaturas de régimen y tensiones inversas muy superiores a las correspondientes a los diodos convencionales o de intensida­des débiles. Mientras que para los diodos de baja y media potencia se em­plea el plástico como material de encapsulado (hasta un límite de un vatio, aproximadamente), por encima de este valor se hace necesario un encapsulado metálico, y en potencias elevadas deberá estar, la cápsula preparada para que pueda ser instalado el diodo sobre un radiador de calor, por medio de un sistema de sujeción consistente, en’ general, en dar al cátodo la forma de un cilindro roscado. De esta manera, el diodo puede ser «atornillado» sobre el disipador.

En otros casos, la sujeción se realiza mediante una placa atornillada al radiador, que. presiona la base del diodo (cátodo) sobre el mismo, logrando una buena fijación y un contacto eléctrico adecuado.

Otra variante consiste en la utilización de diodos tipo «press-pak», que son dispositivos en forma de cilindro con dos caras planas, correspondientes a sus dos terminales, cada una de las cuales tiene un pequeño alojamiento cilíndrico en su centro. La sujeción se realiza produciéndolo a presión entre dos «mordazas», dotadas (cada una de ellas) de un pivote de referencia que se aloja en el agujero correspondiente de la cara del diodo.

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Fig.3 : A la izquierda croquis de un diodo de potencia con su cátodo roscado. A la derecha, detalles de la fijación del disipador.

estar, la cápsula preparada para que pueda ser instalado el diodo sobre un radiador de calor, por medio de un sistema de sujeción consistente, en’ general, en dar al cátodo la forma de un cilindro roscado. De esta manera, el diodo puede ser «atornillado» sobre el radiador.
En otros casos, la sujeción se realiza mediante una placa atornillada al radiador, que. presiona la base del diodo (cátodo) sobre el mismo, logrando una buena fijación y un contacto eléctrico adecuado.
Otra variante consiste en la utilización de diodos tipo «press-pak», que son dispositivos en forma de cilindro con dos caras planas, correspondientes a sus dos terminales, cada una de las cuales tiene un pequeño alojamiento cilíndrico en su centro. La sujeción se realiza introduciéndolo a presión entre dos «mordazas», dotadas (cada una de ellas) de un pivote de referencia que se aloja en el agujero correspondiente de la cara del diodo.
Cuando los diodos «press-pak» son para grandes intensidades (que es el caso más frecuente de aplicación de dicho encapsulado), las mordazas de sujeción suelen ser huecas, permitiendo la

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Fig 4.  A la izquierda, diodo de potencia con cátodo plano. A la derecha sujeción del disipador por medio de una placa por medio de 4 tornillos.

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Fig. 5. A la derecha vista acotada de un diodo (Press-pack). A la izquierda conjunto de diodos  (Press-pack) con sus mordazas de sujeción. Este montaje está preparado para ser refrigerado por agua.

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 Fig. 6.—Diodo de potencia y kit de montaje : 1 ) Tuerca hexagonal 2) Arandela de acero, 3) Arandela plana, 4) Terminal de conexión, 5) y 7) Arandelas de mica. 6) Arandela de teflón.

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Fig 6. Diferentes encapsulados correspondientes a diodos de silicio de corriente media.

circulación de agua de refrigeración en circuito cerrado. La entrada se realiza por un racord exterior, que se conecta a una goma o tubo de plástico, saliendo el líquido por otro racord similar. En  la figura puede verse un montaje muy utilizado, que consta de dos diodos «press-pak» refrigerados por agua. La entrada se realiza  por los extremos, mientras que la salida es común a ambos y tiene lugar por el racord central.
En determinadas aplicaciones, el diodo está dotado de un kit de montaje, consistente en una tuerca, varias arandelas, una placa-terminal, dos arandelas de mica y un separador de teflón, que sirve para fijar el diodo al radiador cuanto éste no es lo suficientemente grueso como para poderlo roscar.
Por lo que se refiere al montaje de los diodos en sus respectivos radiadores, unas veces interesa aislar eléctricamente el cátodo del cuerpo del radiador, utilizándose para tal fin pastas dieléctricas especiales, tales como la Rhodorsil 408. En otros casos, lo que se precisa es un buen contacto eléctrico y «metálico» (para

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Fig  7. Encapsulado de ánodo flexible, correspondientes a diodos de silicio de corriente elevada.

facilitar la transmisión de calor del cátodo al radiador) entre el cátodo y el cuerpo del radiador; entonces, se emplean óxidos metálicos de carga elevada, en forma de pasta fácilmente aplicable sobre las superficies que van a estar en contacto, tal como la HÍ|| dorsil 340 (ó Silicex 433). En ambos casos, antes de aplicar la pasta se debe proceder a una limpieza esmerada de las superficies con tricloro-etileno u otro producto de similares características.
El tema de los radiadores es lo suficientemente importante como para dedicarle el espacio adecuado. Por ello, en el siguiente apartado ampliaremos detalles de los mencionados dispositivos, relativos a las características de transmisión del calor y a los aspectos constructivos de dichos radiadores.
Para concluir con esta descripción práctica de los diodos de potencia, añadiremos algunos datos relacionados con formatos y detalles constructivos de los mismos, en función de las gamas de intensidades y tensiones de utilización.
Aunque, en este caso, la generalización es difícil, podemos afirmar que para intensidades comprendidas entre 5 y 40 A (con tensiones inversas de 50 a 1.200 V), los diodos son del tipo de ánodo rígido y encapsulados 120,.123, 125 ó 126 (referencias de General Electric). Para intensidades elevadas, en la gama que va de 100 a 275 A (con tensiones inversas de 50 a 1.600 V), los diodos son de ánodo flexible (o de «trencilla») y encapsulados 127, 128 ó 129 de la misma firma. Y, por último, en la gama más alta, es decir, la comprendida entre 400 y 1.500 A (con tensiones inversas de 100 a 3.000 V), los diodos pertenecen al tipo «press-pak» ya mencionado, en dos variedades de encapsulado: la 109.1 y 182.
Como el lector intuirá, nos resulta completamente imposible facilitar Tablas de Características de diodos de potencia de éste o de otros fabricantes, —aunque sería nuestro deseo poder hacerlo—, debido a las limitaciones de espacio impuestas por el texto. Sin embargo opinamos que, al existir en el mercado infinidad de manuales dedicados a este tema, así como catálogos comerciales de los propios fabricantes, aquellos lectores que deseen profundizar en estas cuestiones no tendrán mayores dificultades.

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Fig 8. Encapsulados tipo «press-pak» de diodos de silicio para la gama más elevada de corrientes.

 

 

 

 

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