在开关电源二次侧的输出整流电路中,一般选用反向康复时闷较短的整流二极管,常用的首要有快康复二极管、超快康复二极管、肖特基势垒二极管。
快康复二极管和超快康复二极管广泛用于PWM脉宽调制器、开关电源、不间断电源(UPS)等范畴作为高频、大电流的整流二极管、续流二极管或堵塞二极管,是极有开展前途的电力电子半导体器材,具有开关特性好、反向康复时间短、耐压高、正向电流大、体积小、装置简洁等长处。这两种整流二极管还减少了开关电压尖峰,而这种尖峰直接影响输出直流电压的波纹。
快康复二极管是指反向康复时间很短,一般小于SUs,敏捷由导通状况过渡到关断状况的PN结整菠管。它在制作工艺上选用掺金办法,在结构上有的选用PN结型结构,有的选用改善的PIN结构,可获得较高的开关速度和较低的正向压降。它从性能上可分为快康复和超快康复两个等级,前者的反向康复时间为数百纳秒或更长.后者则在100ns以下,大大提高了电源的功率。
PIN结构快康复二极管与一般PN结二极管不同,它在P型硅资料与N型硅资料中心增加了基区I,构成P-I-N硅片。因为基区很薄,反向康复电荷很小,所以快康复二极管的反向康复时间较短。在平等容量下,PIN结构快康复二极管具有正向压下降,反向康复时间短等长处。关于不同类型的快康复二极管来说,耐压越高,电流越大,康复时间就越长,导通压降就越大。快康复二极管常用于开关频率不太高( 20 – 50kHz)的输出整流电路中。
快康复二极管的反向康复时间一般为几百纳秒,正向电流是几安培至几千安培,反向峰值电压可达几百伏至几千伏。常用的小电流快康复二极管的首要类型有FR101 – FR107(1A,50 – IOOOV)、FR301 – FR307(3A,50 – IOOOV)等,可用于辅佐开关电源的输出整流。在挑选快康复二极管时,其反向康复时间应该约为开关晶体管上升时间的1/3更小。
超快康复二极管是在快康复二极管基础上开展而成的,其反向康复电荷进一步减小,反向康复时间更短,trr可低至几十纳秒。UFRD的长处是正导游通损耗小,结电容小,运转温度可较高,答应的结温在175度左右。UFRD -般用于开关频率在50kHz以上的整流电路中:类型为1N6620 -1N663I的高电压超快康复二极管的trr35或50n8,并且在高温下反向电流小、正向康复电压低,适用于高电压输出(PIV为600V)的开关变换器;类型为1N5802- 1N5816、1N6304 – 1N6306的UFRD,其PIV 《400V,可用于24V或48V输出(二极管的反向额外电压分别为150和400V)的开关变换器。
用在开关电源输出整流中的快康复及超快康复二极管,需求依据电路的最大输出功率来决议是否加装散热器。
20A以下的快康复二极管及超快康复二极管大多选用TO – 220FP封装;几十妥以上刚大功率快康复、超快康复二极管一般选用顶部带金属散热片的TO -3P金属壳封装;更大容量(几百安至几千安)的管子则选用螺栓型或平板型封装。从内部结构看,快康复二极管及超快康复二极管可分成单管、对管两种,对管内部包括两个快康复或超快康复二极管,依据两个二极管接法的不同,它们又有共阴对管、共阳对管之分,其内部结构示。
常用的8TQ080、MBR1045等单管的康复时间为10ns,HFA15TB60、MUR30120、MUR8100等单管的康复时间为35ns,MBR2060CT、025 CTQ045、D83 -004等双管的康复时间为l0ns,MUR1620P. HFA16TA600、B92M – 02、DSE160 – 06等双管的康复时间为35ns。常用的小功率快康复二极管有FR系列和PFR系列等,FR/PFR系列快康复二极管的首要参数如表6-1所示。
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