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FRED快速恢复二极管的静态特性及动态性能

关注列表来源:壹芯微发布日期 2020-05-23 浏览:-

FRED快速恢复二极管的静态特性及动态性能

快速恢复外延二极管(Fast Recovery Epitaxial Diode, FRED)是影响开关电源总体性能的关键元登录。电源设计时,工程师一般会反复比较反向恢复时间trr这个参数。事实上,FRED快恢复二极管性能分静态特性和动态性能,衡量一个FRED登录是否符合某个应用,对比单个参数是不够的。

1. FRED静态特性

FRED登录的静态特性分正向导通特性和反向阻断特性,包括IF、VF、VR、IRM、EAVL等主要参数。

快速恢复二极管

FRED二极管的静态特性

(1)IF即正向电流,一般采用最大正向直流电流IFAV来描述二极管的容量或带载能力,不同的壳温对应不同的IFAV数值。

(2)VF即正向导通电压,VF随二极管正向电流IF的增加而增加。VF和IF的乘积为二极管的导通损耗,使用时VF值应尽量小。由于VF呈现负温度系数,不建议将FRED并联。

(3)VR即最大反向阻断电压,指FRED二极管的最大工作额定电压。这个参数具有正温度系数特性,规格书通常标称的是25摄氏度的最小值。

(4)IRM即最大反向漏电流,是一个正温度系数参数,也是影响二极管可靠性的重要参数,其与VR的乘积为FRED二极管阻断状态下的损耗。

(5)EAVL即雪崩耐量,这是描述FRED二极管鲁棒性的参数,一般二极管电压超过VR值时都会损坏。对于某些具有雪崩耐量额定EAVL的FRED二极管,只要电压尖峰总能量小于雪崩耐量额定EAVL,二极管仍然正常工作。

2. FRED动态性能

FRED二极管动态特性包括IF、VR、di/dt、TJ等。这些参数随测试环境的变化而变化,不同测试条件的测试结果不同。如果需要评估和比对,测试条件必须相同。

快速恢复二极管

FRED二极管动态特性

(1)trr:即反向恢复时间。trr指从电流过零开始,直到通过IRRM和0.25 IRRM两点的直线的过零点。trr描述二极管反向恢复的速度,是ZVS电路中是比较重要的指标。但是,trr不能直接衡量二极管的反向损耗。

一般情况下,trr随温度的增加而大幅度增加,随测试di/dt的增加而小幅度减小,低IF、VR有小的trr值。

通常,不同生产厂家的数据表都会给出小注入条件IFAV=1A时的trr,供用户进行横向对比。

(2)IRRM:即最大反向恢复电流。IRRM的大小严重影响对应IGBT/MOSFET的电流应力和开通损耗。一般情况下,IRRM值随温度的增加而增加,随测试di/dt的增加而增加。

(3)Qrr:即反向恢复电荷,其定义为trr期间电流-时间曲线包围的面积。Qrr与二极管的反向恢复损耗呈正比。

需要注意的是,衡量FRED二极管的关断损耗性能的参数是Qrr,不是单独的trr或IRRM。一般情况小,用户看到的FRED二极管数据表提供的性能参数,都是厂家在自己的工厂里测试的,使用时一定要留意测试条件。如果测试条件不同,参数肯定会不同。

另外,即使标注的测试条件相同,不同厂家的测试结果也有一些许差异,在设计选型时一定要反复比较和论证。

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