Schweißdioden 5000A - 18000A – Serienübersicht, Spezifikationen, Datenblätter

Was ist eine Schweißdiode?

Schweißdioden sind Dioden, die für den Einsatz in industriellen Mittel- und Hochfrequenz-Schweißgeräten entwickelt und für Hochstromgleichrichter optimiert wurden. Da die Diodenspannung in Schweißgeräten ziemlich niedrig ist (200 V - 600 V), um eine hohe Leistung und eine hohe Stromdichte zu gewährleisten, werden in Schweißdioden Halbleiterelemente mit minimaler Dicke verwendet, die mit Legierungs technologie hergestellt werden. Außerdem sorgt die geringe Dicke des Schweißdiodengehäuses für einen niedrigen Wärmewiderstand Rth.

AS ENERGI^TM stellt sowohl normal Gehäuste Schweißdioden als auch Gehäuselose Schweißdioden her. Letzteres wird immer wichtiger bei Hochstrom-Schweißanwendungen zum Verbinden von hochfeuerfesten Materialien.

Die Produktlinie der Schweißdioden umfasst Dioden mit solchen Parametern: Die I_FAV-Bereiche für den Durchlassstrom sind 5000A, 6000A, 6300A, 7100A, 9000A, 10000A, 11000A, 12000A, 16000A für Schweißdioden vom Gehäusetyp und 7500A, 9500A, 10500A, 12500A, 13500A, 18000A gehäuselose Schweißdioden; Der Bereich der Rückwertesssperrspannungen V_RRM beträgt 200V, 400V, 600V.

Schweißdioden sind in Mittelfrequenz (bis 2 kHz) und Hochfrequenz (bis 10 kHz) erhältlich.

Schweißdioden zeigen ein äußerst stabiles Durchlass verhalten über die Lebensdauer, geringe statische Verluste und einen sehr geringen thermischen Widerstand und können daher auch perfekt für Überspannungsschutzanwendungen verwendet werden.

Siehe auch Artikel: Standard-Gleichrichterdioden, Avalanche-Dioden, Phasensteuerungs-Thyristoren, Schnelle Thyristoren, Schnell schaltende Thyristoren, Hochspannungs-SCR-Thyristoren 6500V, Leistungs-Thyristor-Module.

Serie von Schweißdioden:

Schweißdioden D-Serie AS ENERGI^TM

Schweißdioden D-Serie AS ENERGI^TM sind mit Durchlassströmen I_FAV von 7100A, 9500A, 11500A, 12500A und Rückwertesssperrspannungen V_RRM von 200V, 400V erhältlich.

Eigenschaften von Schweißdioden: hohe Durchlassstrom Fähigkeit, geringe Durchlassverluste, geringer thermischer Widerstand, hohe Lastwechselfestigkeit.

Type	IF(AV)M (Tcase)	VRRM	IFRSM	IFSM	I2t	VF(T0)	rT	Tvj max	Rth(j-c)	Fm	W	Outline, Dimensions ØDxØdxH	Data sheet
	A (°C)	V	A	kA	kA2·s	V	mΩ	ºC	ºC/W	kN	kg	mm	PDF
D053-7100	7100 (90) 7402 (85)	200-400	11147	55	15125	0.75	0.029	170	0.0090	30-36	0.14	61x44x8
D056-9500	9500 (112) 11814 (85)	200-400	14915	70	24500	0.74	0.030	180	0.0050	45-50	0.11	56x50x5
D063-11500	11500 (82) 11300 (85)	200-400	18055	85	36125	0.73	0.026	180	0.0058	60-70	0.22	76x57x8
D066-12500	12500 (106) 14703 (85)	200-400	19625	85	36125	0.72	0.026	180	0.0039	60-70	0.155	65x58x5

Schweißdioden der ZP-Serie AS ENERGI^TM

Schweißdioden der ZP-Serie AS ENERGI^TM sind mit Durchlassstrom-I_FAV-Nennwerten von 4000A bis 18000A und Rückwertesssperrspannungen V_RRM von 200V bis 600V erhältlich.

Schweißdioden ABB Power Grids (Hitachi Energy)

Schweißdioden der Serien 5SDD und 5SDF ABB Power Grids (Hitachi Energy) und deren Ersatz sind in Mittelfrequenz (bis zu 2 kHz) und Hochfrequenz (bis zu 10 kHz) erhältlich. Vorwärtsstrom-I_FAV-Nennwerte von 6300A bis 13500A. Sie alle zeichnen sich durch eine sehr niedrige Durchlassspannung – V_RRM von 200-400V, geringe statische Verluste und einen sehr geringen thermischen Widerstand aus.

Schweißdioden Mittelfrequenz (bis 2 kHz)

Type	IF(AV)M (TC=85°C)	VRRM	VFMAX	IFSM	VF0	rF	Tvj max	Rth (j-c)	Rth (c-h)	Fm ±10%	Package	Replacement AS ENERGITM	Data sheet
	A	V	V	kA	V	mΩ	ºC	K/kW	K/kW	kN			PDF
5SDD 71X0200	7110	200	1.05*	55	0.74	0.026	170	10.0	5.0	22	X	ADD 7100-02-X-00
5SDD 71B0200	7110	200	1.05*	55	0.74	0.026	170	10.0	5.0	22	B	ADD 7100-02-B-00
5SDD 71X0400	7110	400	1.00*	55	0.74	0.026	170	10.0	5.0	22	X	ADD 7100-04-X-00
5SDD 71B0400	7110	400	1.05*	55	0.74	0.026	170	10.0	5.0	22	B	ADD 7100-04-B-00
5SDD 92Z0401	9244	400	1.03**	60	0.78	0.031	180	5.6	3.6	36	Z1	ADD 9200-04-Z-01
5SDD 0105Z0401	10502	400	1.01**	70	0.812	0.026	180	5.0	2.5	40	Z2	ADD 10500-04-Z-01
5SDD 0120C0200	11000	200	0.92**	85	0.75	0.020	170	6.0	3.0	37.5	C	ADD 12000-02-C-00
5SDD 0120C0400	11350	400	0.88**	85	0.74	0.018	170	6.0	3.0	37.5	C	ADD 12000-04-C-00
5SDD 0135Z0401	13526	400	0.92**	85	0.758	0.021	180	3.9	2.6	52.5	Z3	ADD 13500-04-Z-01

* – bei I_F=5000A, T_j=25°C
** – bei I_F=8000A, T_{vj max}

Schweißdioden Hochfrequenz (bis 10 kHz)

Type	IF(AV)M (TC=85°C)	VRRM	VFMAX	IFSM	VF0	rF	Qrr	Tvj max	Rth (j-c)	Rth (c-h)	Fm ±10%	Package	Replacement AS ENERGITM	Data sheet
	A	V	V	kA	V	mΩ	μC	ºC	K/kW	K/kW	kN			PDF
5SDF 63B0400	6266	400	1.14*	44	0.962	0.036	180	190	10.0	5.0	22	B	ADF 6300-04-B-00
5SDF 63X0400	6266	400	1.14*	44	0.962	0.036	180	190	10.0	5.0	22	X	ADF 6300-04-X-00
5SDF 90Z0401	9041	400	1.13*	48	0.979	0.032	200	190	5.6	3.6	36.0	Z1	ADF 9000-04-Z-01
5SDF 0102C0400	10159	400	1.14**	70	0.977	0.022	300	190	6.0	3.0	37.5	C	ADF 10200-04-C-00
5SDF 0103Z0401	10266	400	1.20**	54	0.998	0.027	230	190	5.0	2.5	40.0	Z2	ADF 10300-04-Z-01
5SDF 0131Z0401	13058	400	1.14**	70	0.977	0.022	300	190	3.9	2.6	52.5	Z3	ADF 13100-04-Z-01

* – bei I_F=5000A, T_{vj max}
** – bei I_F=8000A, T_{vj max}

Schweißdioden Infineon Technologies

Schweißdioden von Infineon Technologies wurden mit verbesserten Verlusten für Mittelfrequenz-Widerstandsschweißen und Hochstrom-Gleichrichteranwendungen entwickelt. Vorwärtsstrom-I_FAV-Nennwerte von 5800A bis 12800A. Sie verfügen alle über eine niedrige Durchlassspannung – V_RRM von 600V, die einen außergewöhnlich hohen Durchlassstrom, geringe statische Verluste und einen sehr geringen thermischen Widerstand liefert.

Type	IF(AV)M (TC=100°C)	VRRM	IFSM	I2t	VT0	rT	Tvj max	Rth(j-c)	Fm	Dimensions ØDxØdxH	Replacement AS ENERGITM	Data sheet
	A	V	A	kA2·s	V	mΩ	ºC	K/kW	kN	mm		PDF
38DN06B02	5800	600	32300	5200	0.74	0.049	180	9.6	15-30	38x34x4	ADW38DN06B02
46DN06B02	7640	600	48000	11520	0.78	0.034	180	7.2	25-45	46x43x4	ADW46DN06B02
56DN06B02	10300	600	70000	24500	0.73	0.024	180	5.8	30-45	56x50x5	ADW56DN06B02
65DN06B02	12810	600	95000	45100	0.76	0.018	180	4.7	40-80	65x58x5	ADW65DN06B02

Schweißdioden Semikron

Schweißdioden SKN6000/02...SKN6000/06 und SKN7500/06 Semikron sind mit Durchlassstrom-I_FAV-Nennwerten von 6000A bis 7500A und Rückwertesssperrspannungen V_RRM von 200V bis 600V erhältlich.

Merkmale der Schweißdioden: Metall-Keramik-Kapselgehäuse mit Druckkontakten oder schlankes Gehäuse ohne externes Gehäuse, Mittelspannungs-Hochstrom-Gleichrichterdiode mit schlankem Gehäuse für niedrigsten Wärmewiderstand, geringe Verlustleistung und niedrigen Wärmewiderstand, besonders geeignet für Wasserkühlung, Vorwärts Auswahl für Parallelschaltung verfügbar.

Type	IF(AV)M (TC=85°C)	VRRM	IFSM	I2t	VF(T0)	rT	Tvj max	Rth (j-c)	Fm	W	Package	Replacement AS ENERGITM	Data sheet
	A	V	kA	kA2·s	V	mΩ	ºC	K/kW	kN	kg			PDF
SKN 6000/02	6000	200	50	12500	0.70	0.04	180	0.012	24-30	0.13	E35	ADWN 6000-02
SKN 6000/04	6000	400	50	12500	0.70	0.04	180	0.012	24-30	0.13	E35	ADWN 6000-04
SKN 6000/06	6000	600	50	12500	0.70	0.04	180	0.012	24-30	0.13	E35	ADWN 6000-06
SKN 7500/06	7500	600	50	12500	0.70	0.038	180	0.009	24-30	0.08	E28	ADWN 7500-06

Schweißdioden Techsem

Schweißdioden der Serie Y50ZPA series Techsem von Techsem und Ersatz sind in einem hermetischen Metallkeramikgehäuse mit Druckkontakten erhältlich, der Durchlassstrom I_FAV beträgt 6360A, die Rückwertesssperrspannungen V_RRM beträgt 200V bis 400V.

Type	IF(AV)M (Tcase)	VRRM	IFSM	I2t	VF(T0)	rF	Tvj max	Rth (j-c)	Fm	W	Outline, Dimensions ØDxØdxH	Replacement AS ENERGITM	Data sheet
	A (ºC)	V	kA	kA2·s	V	mΩ	ºC	ºC/W	kN	kg	mm		PDF
Y50ZPA-63-04	5400 (85) 6360 (55)	200-400	55	15125	0.75	0.052	190	0.0135	19-26	0.14	62x44x8	ADWY50A-63-04

Luftgekühlte und wassergekühlte Kühlkörper für Scheibenthyristoren

Der Betrieb von Halbleiterbauelementen bei hohen Strömen und hohen Sperrspannungen geht mit einer hohen Leistung im p-n-Übergang des Siliziumchips einher.

Luft- und Wasserkühlkörper werden zur Kühlung von Leistung-SCR-Thyristoren verwendet.

Der Kühlkörper ist durch den Wert der Verlustleistung und die Fläche der Kühlfläche gekennzeichnet und wird anhand der erforderlichen Wärmeabfuhr bei der Betriebsleistung des Thyristoren ausgewählt.

Bei Scheibenthyristoren ist die notwendige Kompression der Presskontakte nur dann gegeben, wenn sie mit Kühlkörpern bestückt sind.

Um die elektrischen Verluste gering und die Wärmeabfuhr maximal zu halten, muss bei der Montage die notwendige Klemmkraft Fm aufgebracht werden.

Der Wertebereich der Axialkraft auf den Thyristor Fm, d. h. die Druckkraft des Thyristoren, liegt zwischen 10 und 100 kN je nach Gehäusedurchmesser (Gehäusetyp) und ist im Datenblatt angegeben.

Kühlkörper werden für Scheibenhalbleiter (Tablettentyp) mit einem Kontaktflächendurchmesser von Ø19 mm bis Ø100 mm verwendet.

Weitere Informationen zu Kühlkörpern für Scheibengleichrichterdioden finden Sie unter:
"Luftgekühlte Kühlkörper der O-Serie", "Luftkühlkörper der SF-Serie", "Wasserkühlkörper der SS-Serie".

Installationsempfehlungen für Leistungsscheiben-Gleichrichterdioden:

Die Zuverlässigkeit der Wärmeübertragung und des elektrischen Kontakts zwischen den Kontaktflächen des Diode und des Kühlers über den gesamten Temperaturbereich wird durch ein entsprechendes Drehmoment (Klemmkraft) gewährleistet.

Vor der Montage sollten Sie eine Sichtprüfung (1) der Kontaktflächen auf mechanische Beschädigungen durchführen und mit Alkohol (Toluol, Benzin, Aceton) getränkt abwischen (2).

Befestigen Sie nach der Inspektion die Stromkontakte (Leitungen) und installieren Sie einen Stift, um die Ausrichtung der Struktur zu fixieren.

Um die Parameter der Wärmeübertragung zu verbessern, wird empfohlen, vor der Montage eine dünne Schicht Silikon-Wärmeleitpaste zu schmieren (3), was keine zwingende Voraussetzung für die Installation ist.

Den Diode (3), den zweiten Teil des Kühlers, den Glasfaserisolator und die Anlaufscheibe einbauen.

Traverse einfädeln und Muttern gleichmäßig anziehen (4). Auf Fluchtungsfehler und Ebenheit der Kontaktflächen achten.

Wenn die Teile ausreichend eingespannt, aber beweglich sind, empfehlen wir, den Kühler auf eine ebene Fläche zu stellen und die Toleranz auf Parallelität der gesamten angrenzenden Ebene der Flächen zu überprüfen (5).

Spannen Sie jede Mutter der Reihe nach (ca. eine Vierteldrehung) bis zum Anschlag (6). Die Auslenkung der Traverse bestimmt, ob die erreichte Spannkraft der erforderlichen entspricht.

Nach der Montage sind die Befestigungselemente (Muttern und Unterlegscheiben) zusätzlich gegen Korrosion zu sichern.

Tipps und Empfehlungen für Leistungsdioden:

Die Leistungsdioden sollten nicht für alle Parameter dauerhaft an ihrer Grenzlast betrieben werden. Der Sicherheitsfaktor wird dabei durch die geforderte Zuverlässigkeit des Gerätes bestimmt.

Ersetzen Sie einen ausgefallenen Leistungsdiode durch einen Diode, der den Parametern des zu ersetzenden entspricht.

Beim Betrieb in einer Umgebung mit erhöhter Umgebungstemperatur muss eine Unterkühlung vorgesehen werden.

Es wird empfohlen, Leistungsdioden und Kühler regelmäßig von Staub und Verunreinigungen zu reinigen, um eine ordnungsgemäße Wärmeableitung sicherzustellen.

Induktive Stromteiler (häufig verdrillter Ringdraht) sollten verwendet werden, um Ströme zwischen parallel geschalteten Leistungsdioden auszugleichen. Die beliebtesten Anschlussmethoden sind geschlossener Stromkreis, gemeinsamer Spulenstromkreis oder Leistungsdiode. Der Wirkungsgrad von Stromteilern wird dabei durch den Querschnitt des Magnetdrahtes bestimmt.

Die Vermeidung von Spannungsasymmetrien bei Reihenschaltung von Leistungsdioden wird durch die Verwendung von Shunt-Widerständen erreicht, die parallel zu jedem Diode geschaltet sind. Ein Spannungsausgleich unter transienten Bedingungen wird bereitgestellt, indem Kondensatoren parallel zu jedem Diode geschaltet werden.

Das Berühren von unter Hochspannung stehenden Leistungsdioden während des Betriebs ist strengstens verboten.