反向恢复时间(tr)的定义:电流通过零点由正向转换到规定低值的时间间隔。它是衡量高频续流及整流器件性能的重要技术指标。反向恢复电流的波形如图1所示。IF为正向电流,IRM为大反向恢复电流。Irr为反向恢复电流,通常规定Irr=0.1IRM。当t≤t0时,正向电流I=IF。当t>t0时,由于整流器件上的正向电压突然变成反向电压,因此正向电流迅速降低,在t=t1时刻,I=0。然后整流器件过反向电流IR,并且IR逐渐增大;在t=t2时刻达到大反向恢复电流IRM值。此后受正向电压的作用,反向电流逐渐减小,并在t=t3时刻达到规定值Irr。从t2到t3的反向恢复过程与电容器放电过程有相似之处。
快恢复二极管:有0.8-1.1V的正向导通压降,35-85nS的反向恢复时间,在导通和截止之间迅速转换,提高了器件的使用频率并改善了波形。快恢复二极管在制造工艺上采用掺金,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.目前快恢复二极管主要应用在逆变电源中做整流元件.
通常,5~20A的快恢复二极管采用TO-220FP塑料封装,20A以上的大功率快恢复二极管采用顶部带金属散热片的TO-3P塑料封装,5A一下的快恢复二极管则采用DO-41,DO-15,或D0-27等规格塑料封装。
选用快恢复二极管考虑方案位置频率与器件恢复时间上的匹配,其次选择峰值电压多出30%以上的耐压器件型号,终考虑方案对应位置电流的正向压降值在匹配的适当区间。
快速管主要按恢复时间快慢分为三种,分别为75-500ns(快恢复FR系列)、35-75ns(高频HER系列)、35ns以内(超快恢复SF系列)。电压为200-1200V,电压一定恢复时间越快其正向压降越大。同样道理电压选型较大的方案上会加大做小恢复时间的难度。传统超快恢复二极管TRR在35ns以内,电压只做到600V。我司目前已推出三款高压超快恢复二极管芯片800V、1000V、1200V 电流分布区间为3-20A,可适用于所有封装外形。
随着电子技术的不断发展,人们对快恢复二极管的要求也越来越高。未来,快恢复二极管将具有以下发展趋势(1)提高电流密度:提高快恢复二极管的电流密度,以适应更高功率的电源和开关应用。(2)降低反向漏电流:降低快恢复二极管的反向漏电流,提高其可靠性和稳定性。
(3)继续提高开关速度:提高快恢复二极管的反向恢复时间和开关速度,以适应更高频率的开关应用。
(4)提高耐辐照性能:提高快恢复二极管的耐辐照性能,以适应更严苛的环境要求。
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