快恢复整流二极管(FR)通肖特基SKY高效整流二极管(HER)owVFSKY超快恢复二极管(SFMUR)ICSKY普通整流管(STD)伏SKY信号SKY&开关管硅双向触发管(DB3)压双向触发管特种二极管
如上图的VF-IF特性,可以把该曲线近似为直线。曲线的斜率为rD,即二极管的动态内阻,VF0为二极管起始电压。
VF0、rD的计算举例,rD:在电流较大时,≥1A,,VF-IF曲线可近似看做为直线。rD一欧到几十毫欧。可以通过VF-IF曲线近似计算rD。
而Poff又由二极管关断时ta反向恢复期间损耗Poffa和tb反向恢复期间损耗Poffb两部分组成。
备注(fr)正向电压恢复时间trr,反向恢复时间FR,正向恢复最大电压IRRM,最大反向恢复电流F,平均电流下的正向压降VRR,反向恢复电压iF/dt,在开通和关断时的电流变化率Qrr,存储电荷由外电路决定,假设相等,济南晶恒电子.jingheng
ta,电流过零点到最大反向电流IRRM的时间。扫除存电荷的时间。b,从IRRM到经过0.9IRRMA点,与0.25IRRM(B点,两的直线与电流为零直线的交点直接所对应的时间。RR,反向恢复电压。b/ta,软度因子。反映二极管反向恢复特性的软硬度。济南晶恒电子.jingheng
在tb期间IR线性减小到零,二极管上电压在tb时刻才开始线性上升,最大值为VRR。
列举一个例子,同样一台开关电源,选取不同种类的二极管,开关损耗哪个更小呢,让我们来计算一下吧,
结论,对于开关损耗Ps ,肖特基二极管比快恢复二极管小的多。济南晶恒电子.j i ng heng
图7 Flyback电源DCM时的二次侧二极管的电压、电流波形济南晶恒电子.j i ng heng
根据图7,结合前面的二极管损耗分析,可得到该模式下的二极管损耗计算公式,
备注 IO ,电源输出电流 IF(RMS) ,二极管电流有效值F0 :起始正向压降 rD ,动态电阻
备注 VR ,二极管工作时实际反向电压 IR(@VR) ,VR时的反向漏电流。on ,电源开关管导通时间 TS ,电源开关周期O ,电源输出电压 IR(@Vo) ,VO时的反向漏电流。d ,死区时间
开关电源规格为5V 2A ,工作于DCM模式,开关频率50KHz。 输出整流二极管使用晶恒肖特基二极管JF SR540( 5A40V) 。
下面再计算二极管TJ=125℃时的损耗,看看总损耗的变化。通过以上计算可知, Ps很小,为简化计算,不再计算。
DCM模式下,二极管的损耗主要来自通态损耗。使用肖特基二极管,开关损耗可以忽略不计。截止损耗的第二项也可忽略不计。
随着结温的升高, Pb上升量超过了PC下降量,总损耗上升。若二极管散热不及时,容易造成热失控。
济南晶恒电子举例2 , ,24V高电压输出,整流管使用晶恒快恢复二极管或肖特基二极管, .jingheng 开关电源规格为24V 1A,工作在DCM模式,开关频率50KHz。
结论,快恢复管的损耗也主要来自通态损耗Pc。 DCM模式下,开关损耗很小。济南晶恒电子.j i ng heng
图6 BOOST电路,临界模式,二极管的电压、电流波形BOOST电路二极管损耗计算
以BOOST电路输出电压较高,如PFC电路, 、输出功率较大的场合为例。
输出二极管为超快恢复二极管或SIC肖特基二极管。由于二极管在关断时要承受高反压,=Vo, ,开通时有较大的浪涌电流,开关损耗Ps计算公式先把Pon和Poffb考虑进来。该电路里,二极管反向恢复电压始终等于Vo。为便于计算,我们把二极管电流设定为平均电流即输出电流Io.。
假设二极管的开通时的电流上升率(d ir/d t)和关断时的电流下降率(d if/d t)都设为500A/μs。
结论, 1.对于快恢复二极管,损耗只计算Pc和Poff b即可。.开关损耗比较大。
快恢复二极管的VF、 VFR、 tfr、 trr(tb)、 IRRM随着不同的工作条件是变化的。计算二极管损耗时要确定正向电流IF、反向恢复电压VRR、二极管电流变化率d i/d t ,二极管的实际结温TVJ。
结论, 1. SIC肖特基的损耗小于快恢复二极管的损耗。.对于SIC肖特基二极管,损耗只计算Pc。济南晶恒电子.j i ng heng
晶恒是国内最早研制和批量生产肖特基芯片和成品的公司之一,早在上世纪70年代,就研制出了国内第一支肖特基二极管,90年代初,开始批量生产民用肖特基芯片和成品。是军用肖特基产品定点单位。
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低漏电,从常温到175℃, IR基本不变,低IRRM ,最大反向恢复电流,
使用SC1006能得到较高的转换效率和好的EMI特性。济南晶恒电子.j i ng heng