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K課堂丨超快恢復二極管的反向恢復過程

永裕泰KUU ? 2023-07-08 10:08 ? 次閱讀

超快恢復二極管是一種具有開關特性好、反向恢復時間超短的半導體二極管,常用來給高頻逆變裝置的開關器件作續流、吸收、箝位、隔離、輸出和輸入整流器,使開關器件的功能得到充分發揮。超快恢復二極管是用電設備高頻化和高頻設備固態化發展不可或缺的重要器件。因為隨著裝置工作開關頻率的提高,若沒有超快恢復二極管給高頻逆變裝置的開關器件作續流、吸收、箝位、隔離、輸出和輸入整流器,那么IGBT、功率MOSFET等開關器件就不能發揮其功能和獨特作用,這是由超快恢復二極管關斷特性參數(反向恢復時間t、反向恢復電荷q、反向峰值電流i )的作用所致。

最佳參數的超快恢復二極管與高頻開關器件協調工作,使高頻逆變電路內因開關器件換相所引起的過電壓尖峰、高頻干擾電壓及emi降至最低,使開關器件的功能得到充分發揮。

當我們選擇超快恢復二極管整流器時,總是會關注反向恢復時間trr(它代表從指定正向電流到指定反向電流所需的恢復時間)和Qrr(它代表指定正向電流到指定反向電流所需的恢復電荷,這兩項指標是衡量高頻整流器件性能的重要技術指標。

反向恢復過程

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設VD為二極管正向壓降(硅管為0.7V左右),當VF遠大于VD時,VD可略去不計,則在t1時,V1突然從VF變為-VR。在理想情況下 ,二極管將立刻轉為截止,電路中應只有很小的反向電流。

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實際情況是二極管并不立刻截止,而是先由正向的IF變到一個很大的反向電流IR=VR/RL,這個電流維持一段時間ts后才開始逐漸下降,再經過tt后 ,下降到一個很小的數值0.1IR,這時二極管才進入反向截止狀態。通常把二極管從正向導通轉為反向截止所經過的轉換過程稱為反向恢復過程。其中ts稱為存儲時間,tt稱為渡越時間,trr=ts+tt稱為反向恢復時間。

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