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IGBT模块中快恢复二极管的作用与选型

作者:海飞乐技术 时间:2016-12-13 16:58

 
   在最初的IGBT中,由于IGBT的结构限制,它的内部不会像MOS管一样会有一个寄生二极管。然而在实际应用中,常常由于续流等问题的存在,反向的快速恢复二极管十分需要,后来IGBT厂家就索性在ce之间再加上了了快速恢复二极管。一般IGBT模块中都含有快恢复二极管,如果是IGBT单管的话,型号编码中电流数值后面含有“D”字母的话就代表内含快恢复二极管。
 
   IGBT模块中的快恢复二极管的作用是当电感突然断电的话,会放出很多电,没有续流二极管的话容易烧坏回路中的IGBT,有了快恢复续流二极管其电就会通过续流二极管回路(相当于电感短路)放电,不至于烧坏IGBT。
带保护电路的IGBT模块,快恢复二极管做续流管用
硬开关与IGBT快恢复续流二极管的作用
   快速二极管的反向恢复特性决定着功率变换器的性能,在双极功率晶体管的电流下降时间大于1us(开通时间约100ns)时期,二极管的反向恢复在双极功率晶体管的开通过程中完成,而且双极功率晶体管达到额定集电极电流的1/2—2/3左右后随着Ic上升Hfe急剧下降,限制了二极管的反向恢复电流的峰值,在某种意义上也限制了di/dt,双极功率晶体管的开通过程掩盖了二极管的反向恢复特性,因而对二极管的反向恢复仅仅是反向恢复时间提出要求。随着功率半导体器件的开关速度提高,特别是Power MOSFET、高速IGBT的出现,不仅开通速度快(可以在数十纳秒内将MOSFET彻底导通或关断),而且在额定驱动条件下,其漏极/集电极电流可以达到额定值的5—10倍,使 MOS或IGBT在开通过程中产生高的反向恢复峰值电流IRRM,同时MOS或IGBT在开通过程结束后二极管的反向恢复过程仍然存在,使二极管的反向恢复特性完全暴露出来,高的IRRM、di/dt使开关管和快速二极管本身受到高峰值电流冲击并产生较高的EMI。因而对二极管的反向恢复特性不仅仅限于反向恢复时间短,而且要求反向恢复电流峰值尽可能低,反向恢复电流的下降,上升的速率尽可能低,即超快、超软以降低开关过程中反向恢复电流对开关电流的冲击,减小开关过程的EMI。
 
不同规格的续流二极管
 IGBT模块快恢复续流二极管选型
 
 1. 因为续流管是并在IGBT上的,又因IGBT承受最大耐压为1200V,同理续流管也需承受1200V,所以选1200V。
 2.设开关频率为为100KHZ,则每个半周用时5US,如果续流管恢复时间都要1US以上,那岂不是爆了,所以保险一点选几十NS,当然用几百NS可能也行,可是发热一定大多大了。开关速度越慢,相当于短路的时间越长,到达极限时就会烧毁。
 3.电流的话,按照1600W计算,220V输入电流为7.3A左右,谐振电流峰值很高几十A,整流后按照电压300V计算,平均则电流不到7A,所以选7A以上的管子。



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