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反向恢复时间对选择二极管和设计电路的重要性

2019-12-3 10:16:05  227 高压二极管
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反向恢复时间就是存储电荷耗尽所需要的时间。
二极管和一般开关的不同在于,"开"与"关"由所加电压的极性决定, 而且"开"态有微小的压降Vf,"关"态有微小的电流I0。当电压由正向变为反向时, 电流并不立刻成为(-I0) , 而是在一段时间ts 内, 反向电流始终很大, 二极管并不关断。经过ts后, 反向电流才逐渐变小, 再经过tf 时间, 二极管的电流才成为(-I0) , 如图1 示。ts 称为储存时间,tf 称为下降时间。tr=ts+tf 称为反向恢复时间, 以上过程称为反向恢复过程。
该过程使二极管不能在快速连续脉冲下当做开关使用。如果反向脉冲的持续时间比tr 短, 则二极管在正、反向都可导通, 起不到开关作用。因此了解二极管反向恢复时间对正确选取管子和合理设计电路至关重要。
开关从导通状态向截止状态转变时,二极管或整流器在二极管阻断反向电流之前需要首先释放存储的电荷,这个放电时间被称为反向恢复时间,在此期间电流反向流过二极管。即从正向导通电流为0时到进入完全截止状态的时间。
反向恢复过程,实际上是由电荷存储效应引起的,反向恢复时间就是正向导通时PN结存储的电荷耗尽所需要的时间。假设为Trr,若有一周期为T1的连续PWM波通过二极管,当Trr>T1时,二极管反方向时就不能阻断此PWM波,起不到开关作用。二极管的反向恢复时间由Datasheet提供。反向恢复时间快使二极管在导通和截止之间迅速转换,可获得较高的开关速度,提高了器件的使用频率并改善了波形。
快恢复二极管的特点
快恢复二极管的最主要特点是它的反向恢复时间(trr)在几百纳秒(ns)以下,超快恢复二极管甚至能达到几十纳秒。所谓反向恢复时间(trr),它的定义是:电流通过零点由正向转换成反向,再由反向转换到规定值的时间间隔。它是衡量高频续流及整流器件性能的重要技术指标。
图中IF为正向电流,IRM为最大反向恢复电流,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,由于整流管上的正向电压突然变成反向电压,因此,正向电流迅速减小,在t=t1时刻,I=0。然后整流管上的反向电流IR逐渐增大;在t=t2时刻达到最大反向恢复电流IRM值。此后通过环路放电,反向电流逐渐减小,并且在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。由t1到t3的时间间隔即为反向恢复时间trr。

王栋春 2019-12-3 12:53:00
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