Vplyv reverznej doby regenerácie diód na výkon zariadenia
Zanechajte správu
1, Prehľad reverznej doby zotavenia diód
Čas obnovenia diódy sa vzťahuje na čas potrebný na to, aby sa dióda prepínala z vodivého stavu vpred na stav spätného blokovania. Tento čas obsahuje čas skladovania (TS) a čas zostupu (TF), tj tr=ts+tf. Počas času skladovania zostáva spätný prúd vysoký a dióda sa úplne nevypne; Čas zostupu je čas, keď spätný prúd postupne klesá na špecifikovanú hodnotu (zvyčajne 0,1 -násobok maximálneho reverzného obnovovacieho prúdu).
Čas obnovenia je skutočne spôsobený efektom ukladania náboja. Keď sa dióda vedie v smere vpred, náboj na rozhraní Junction PN sa hromadí, čím sa vytvorí uložený náboj. Keď sa dióda musí prepnúť na stav spätného blokovania, tieto uložené náboje je potrebné vyčerpať, aby sa dióda úplne vypne. Preto je spätným časom zotavenia čas potrebný na vyčerpanie uloženého náboja.
2, vplyv doby spätného regenerácie na výkon zariadenia
Obmedziť pracovnú frekvenciu
Čas obnovenia diódy má významný vplyv na jej prevádzkovú frekvenciu. V obvodoch striedavého prúdu musia diódy dokončiť prepínanie stavu z dopredu na spätný postup v každom cykle. Ak čas spätného vymáhania predstavuje relatívne veľký podiel celého cyklu, potom pri vysokých frekvenciách nie je dióda dostatočná na efektívne úplné prepínanie stavu, čo vedie k obmedzenému výkonu.
Napríklad v rektifikácii aplikácií je ideálnym stavom, aby sa spätná doba obnovenia diódy oveľa kratovala ako jej prevádzkový cyklus. Ak je čas zotavenia príliš dlhý, spôsobí, že dióda zlyhá normálne pri vysokých frekvenciách, čím sa obmedzí prevádzková frekvencia celého zariadenia.
Zvýšte straty prepínača
Čím dlhší je čas zotavenia diódy, tým dlhšie umožní prúdenie prúdu na určitú dobu, keď prepne z vodivého stavu do blokovacieho stavu. To spôsobí, že dióda tranzistora alebo MOSFET pripojeného v sérii začne vykonávať pred tým, ako bude úplne vypnutá, čo bude mať za následok prepínanie strát. Tento typ straty je obzvlášť významný v aplikáciách napájania prepínača.
Straty prepínania nielen znižujú účinnosť zariadenia, ale tiež zvyšujú jeho tvorbu tepla, čo môže viesť k problémom, ako je ochrana pred prehriatím. Preto by sa v aplikáciách, ako je napríklad prepínanie zdrojov napájania, by sa mala osobitná pozornosť venovať spätnému času zotavenia diód a na zníženie strát prepínania by sa mali vybrať diódy so kratšími časovými dobami obnovenia.
Ovplyvňuje elektromagnetické rušenie (EMI)
V okamihu, keď je dióda vypnutá, sa prúd v obvode nemôže okamžite zastaviť. Vzhľadom na prítomnosť indukčnosti budú tieto prúdy naďalej prúdiť a pokúšajú sa udržiavať svoju pôvodnú cestu, čím sa v obvode vytvoria vysoké špičky. Tieto vysoké napätia môžu spôsobiť rušenie do iných častí obvodu, známe ako elektromagnetické interferencie (EMI).
Čím dlhší je čas zotavenia diódy, tým zložitejší generovaný tvar vlny prúdu a čím závažnejší je elektromagnetická interferencia. Preto by sa v obvodoch rýchlostného prepínača vysokých - malo osobitná pozornosť venovať dopadu spätného času na regeneráciu diód na elektromagnetické interferencie. Optimalizáciou rozloženia obvodu, výberom vhodných diód a redukciou frekvencie prepínania je možné efektívne znížiť elektromagnetickú interferenciu.
Ovplyvňuje návrh rozptylu tepla
Vzhľadom na zvýšené straty prepínania spôsobené časom obnovenia sa zvyšuje zvýšenie teploty samotnej diódy. Pri navrhovaní sa musia zvážiť vhodné opatrenia na rozptyl tepla, aby sa zabezpečilo, že dióda môže normálne pracovať v povolenom teplotnom rozsahu. Ak je návrh rozptylu tepla nesprávny, môže spôsobiť, že sa dióda prehrieva a poškodí.
Okrem toho môže spätný čas zotavenia ovplyvniť aj tepelnú stabilitu diódy. Za podmienok vysokej teploty sa môže zvýšiť čas spätného regenerácie diód, čo ďalej zhoršuje straty spínača a problémy s zvýšením teploty. Preto je pri navrhovaní potrebné zvážiť tepelnú stabilitu diódy a komplexný účinok opatrení na rozptyl tepla.
3, opatrenia na optimalizáciu spätného času na zotavenie diód
Vyberte príslušnú diódu
Pri výbere diódy by sa mala venovať osobitná pozornosť svojmu parametra času obnovenia. Výber diód s kratším časom obnovenia na základe konkrétnych požiadaviek na aplikáciu a pracovných podmienok môže účinne znížiť straty prepínania a elektromagnetické interferencie.
Optimalizovať návrh obvodu
Optimalizáciou návrhu obvodov je možné počas procesu prepínania znížiť prúdové oscilácie a napätie diód diód, čím sa znižuje elektromagnetické interferencie a straty prepínania. Napríklad prúdové tvary môžu byť vyhladené a špičky napätia môžu byť znížené pridaním komponentov, ako sú induktory a kondenzátory.
Znížiť frekvenciu prepínania
Ak je to povolené, zníženie frekvencie prepínania môže účinne znížiť počet diódových spínačov a straty prepínania. Malo by sa však poznamenať, že zníženie frekvencie prepínania môže ovplyvniť celkový výkon a účinnosť zariadenia. Preto je potrebné vykonať obchod medzi výkonom a efektívnosťou.
Posilniť návrh rozptylu tepla
Aby sa zabezpečilo, že dióda môže normálne pracovať v povolenom teplotnom rozsahu, je potrebné posilniť návrh rozptylu tepla. Účinnosť rozptylu tepla sa môže zlepšiť pridaním komponentov, ako sú chladiče a ventilátory, čím sa zníži zvýšenie teploty a straty prepínania diód.
