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快恢复二极管的内容和注意事项

发布时间:

2022/11/07 20:07

首先结构中所附带的本征具有一定的雪崩能力。通常用单次雪崩能力和重复雪崩能力来表达。当反向di/dt很大时,会承受一个速度非常快的脉冲尖刺,它有可能进入雪崩区,一旦超越其雪崩能力就有可能将器件损坏。作为任一种PN结来说,仔细研究其动态特性是相当复杂的。它们和我们一般理解PN结正向时导通反向时阻断的简单概念很不相同。当电流迅速下降时,有一阶段失去反向阻断能力,即所谓反向恢复时间。PN结要求迅速导通时,也会有一段时间并不显示很低的电阻。在功率中一旦有正向注入,所注入的少数载流子也会增加作为多子器件的的复杂性。

tb的比值称为柔软度系数或S系数。软度等于1的称为软恢复,软度系数小于1的称为快恢复或快恢复。

下图描绘功率的反向恢复特性。每当关断时,电流从IF衰减到零,并且由于存储在空间电荷区和半导体区中的电荷而进一步沿反向继续。

反向恢复时间(trr):正向电流衰减为零后,由于两层中存在存储电荷,继续反向导通。反向流动的时间称为反向恢复时间(trr)。保持其阻断能力,直到反向恢复电流衰减为零。

快恢复具有反向阻断时高耐压低漏电流,正向低通态电阻大电流的特点。由于作为开关使用,因此一般需要其开关速度较快。另外,适当选择续流的特性,尤其是反向恢复特性,如反向恢复时间和反向恢复软度,能够显著减少开关器件、和其他电路元件的功耗,并减小由续流引起的电压尖峰、电磁干扰,从而尽量减少甚至去掉吸收电路。

正向恢复时间(tF):正向恢复时间是开始导通所需的时间,称为正向恢复时间。换句话说,从关闭状态切换到开启状态所花费的时间称为正向恢复时间(tF)。

体在由正向导通到截止状态时,它并不是立刻截止的,而是经过一段时间后才截止,这个时间就是反向恢复的时间,而在反向恢复这个时间段,需要充的电荷就是Qrr。同时它也反映了反向恢复带来的损耗问题,Qrr越大,代表损耗越大。

反向恢复时间:为从瞬时正向电流变为零到瞬时反向恢复电流衰减到其反向峰值Irm的25%之间的时间。

存在的问题是耐压比较低,反向漏电流比较大。目前应用在功率变换电路中的的大体水平是耐压在150V以下,平均电流在100A以下,反向恢复时间在10~40ns。应用在高频低压电路中,是比较理想的。

双向触发,在标称电压下阻值呈现无穷大,当到达它的门槛电压之后它会迅速击穿。当然,这种击穿是可恢复的,类似于稳压,例如DB2、DB3等。

当从正向偏置切换到反向偏置时,电流从正向电流水平下降到漏电流水平所需的时间称为反向恢复时间。它通常以纳秒为单位。当功率必须用于PS等高速开关应用时,这是一个重要参数。

因为发生短路时,谐振回路中激磁电感Lm被旁路。谐振变换器可以简化为由Cr和Lr组成的谐振电路,短路时次级在CCM模式下连续导通。短路状态下的模式几乎与过载状态下一样,短路的波形与过载下的电流波形也类似,但是短路状态更糟糕,因为流经开关体的反向恢复电流更大。这样会使结温更高,更容易失效。

在开关电源的输出通常选择快恢复型,其频率可到100KHz以上,提高了开关电源的转换效率,降低了损耗。例如,FR系列。

快速的原理与普通是相同的,但由于普通在开关状态下的反向恢复时间较长,约4~5ms,不能适应高频开关电路的要求。快速主要应用于高频整流电路、高频开关电源、高频阻容吸收电路、逆变电路等,其反向恢复时间可达10ns。

如果在桥式整流器中使用快速恢复,就无需使用这些电容了。当这些之间的电压开始反向时,它们的恢复速度非常快。这样通过降低随后的高频关断急变以及EMI,可以降低AC输入线中的杂散线路电感激励。由于2个可以在每半个周期中实现导通,因此4个中只需要2个是快速恢复类型即可。同样,在每半个周期进行导通的两个中,只需要其中一个具有快速恢复特性即可。

快恢复正向的低阻,是通过PN结正偏时,向i区注入大量的等离子体,这些过剩的载流子浓度远超过i区平衡时的载流子浓度,形成对i区的电导调制来实现的。然而,这些注入的大量过剩载流子,在PN结反偏,也就是关断时,却会大大拖慢器件的关断时间。由于i区通常要有一定的厚度来维持耐压,因此,器件在正偏时里面储存的少数载流子需要通过漂移、复合才能消失,但这是需要一定时间的,这也就形成了功率的反向恢复过程。由于快恢复通常与其他开关器件反并联使用,反向恢复过程严重制约了器件的高额性能,极大影响到其他器件以及整个系统的频率及性能,因此需要极力减小、。

快恢复(简称FRD)是一种具有开关特性好、反向恢复时间短特点的半导体,主要应用于开关电源、PWM脉宽调制器、变频器等电子电路中,作为高频整流、续流或阻尼使用。快恢复在制造上采用掺金、单纯的扩散等工艺,可获得较高的开关速度,同时也能得到较高的耐压。快恢复的内部结构与普通PN结不同,它属于PIN结型,即在P型硅材料与N型硅材料中间增加了基区I,构成PIN硅片。因基区很薄,反向恢复电荷很小,所以快恢复的反向恢复时间较短,正向压降较低,反向击穿电压(耐压值)较高。目前快恢复主要应用在逆变电源中作整流元件,高频电路中的限幅、嵌位等。

是两个的组合,是双绕组(带中间抽头)变压器的全波整流桥。中间电极为直流输出正极,两侧接变压器。超快恢复SF1604广泛应用于变频器、开关电源、LED电源和逆变器等电路,作高频、低压、大电流整流、续流、保护使用。

当瞬时脉冲结束以后,TVS自动恢复高阻状态,整个回路进入正常电压。TVS管的失效模式主要是短路,但当通过的过电流太大时,也可能造成TVS管被炸裂而开路。

这个是不同负载下半桥谐振变换器的直流增益特性曲线。根据不同的频率和负载可以分为三个区域。右边是感性区域,可以实现功率MOS的ZVS,粉红域是ZCS区域,谐振电路的阻抗为容性,会出现电流超前于电压的情况。当在过载模式下,的模式会从正常的感性区域移动到异常的容性区域,并且串联谐振变换器特性成为主导。这个时候开关电流增加,ZVS消失。ZCS最严重的缺点是开通时为硬开关,失去了软开关特性,这样会导致反向恢复应力,此外还会增加开通损耗,产生严重的噪声或EMI。

除了用电容特性,另外当PN结正偏突然反偏截止时,由于内部电场突然增大导致载流子反向移动,直到到达电场平衡才会截止。这就引出了的反向恢复时间。

子饱和漂移速度是硅的2倍,同时没有反向恢复电流的优点,决定了SiC可以在更高的频率。整个系统的体积,成本会随着开关频率的的提高而减小。同时,SiC材料抗辐射能力高,抗中子辐射能力至少是硅的四倍,适用于特殊场合的产品中。

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