导言
因为快康复二极管的反向耐压有限,当用于高压环境下时,往往需求选用多个快康复整流二极管串联来满意反向耐压的需求。因为出产过程中二极管存在伏安特性、注册时刻、康复电荷等方面的不一致性,然后使得在串联使用时,发生二极管不均压的问题,从而导致某个二极管反向电压过高而损坏,进一步影响其他二极管的正常运转,终究影响整个设备的牢靠陛和安稳胜。
二极管串联均压问题一直是高功率电力电子改换设备研讨的难题。二极管串联不均压的要素有本身要素和外围电路的要素。在午维伯的《二极管串联不需求均压电阻》一文给出二极管串联不需均压的定论;而在《二极管串联高压整流的电压散布与均压问题》一文给出了二极管串联需求均压;在《用于高压高频整流的二极管串联均压问题》一文给出了二极管串联均压办法及参数选型等等。因而在判别二极管串联均压问题上简略发生误区。
1、二极管的特}生及其串联不均压要素剖析
1.1二极管特l生
二极管归于电力电子器材,也是使用较多较为遍及的器材。一般越了解的器材越简略遗失其要害参数目标,一般情况下仅仅关怀微观上的参数目标,比如反向耐压、通态电流、反向漏电流等。一般隋况下,二极管的结电容、关断和注册特眭图等等简略被忽视。
1.2二极管串联不均压要素剖析
二极管串联不均压首要原因来自本身和外部两类。本身原因首要由加工工艺构成的,外因首要是由外部电路构成的。同一批次出产出来二极管的伏安特性不一致,构成二极管的静态不均压;反向康复时刻及注册状况的不一致构成二极管的动态不均压目。外部电路设计会构成杂散电感和电容,在高压高频环境中会构成不均压问题。
2、二极管串联不均压误区剖析
2.1微观下二极管串联不均压剖析
《二极管串联不需求均压电阻》一文给出二极管串联不需均压,这是从微观上剖析得出的,首要考虑的是二极管本身要素的影响。如图1所示,二个二极管串联,外接反向直流电压。反向饱和电流较小的二极管接受电压较大,因为两个二极管串联,在外部施加电压额外的J隋况下,反向饱和电流是不变的。如图2所示,假定两个二极管仅反向饱和电流存在差异,D2的反向饱和电流较小。能够显着得出上述定论。
在实践运转中,微观上二极管因为本身差异导致压降不同如图2所示。当外界电压U加大到D2上的压降抵达临界点时,因为D1反向饱和电流大导致其压降相对较小,当D2到达临界压降时,D1依然处于安全安稳区域。U再次加大,依照上述剖析,D2上压降将打破临界转机电压,二极管击穿构成电流急剧添加,可是D1和D2是串联于主电路中,D1电流必定跟着D2添加,可是从Dl的伏安曲线得知,D1通过大电流时其反向压降应该到达转机电压,故u1和u2之和大于U,估测不成立。因而,U加大时,D2的电压不会持续添加,而D1的电压会持续添加,直至u添加到超越二个管子的反向耐压之和,此刻会呈现二极管击穿。多个管子的剖析也是如此,可参照《二极管串联不需求均压电阻》
2.2微观下二极管串联不均压剖析
二极管的引脚、二极管在电路板上的布局等等在高压高频环境下自然而然演变成杂散电容和电感。杂散电容和电感的引进直接影响二极管的注册和关断波形。电容的引进阻挠电压的骤变而电感的引进则阻挠电流的骤变。《用于高压高频整流的二极管串联均压问题》给出了在高频下二极管串联等效电路图,如图3所示C1为二极管结电容,R为二极管反向电阻,C2为二极管对高压构成的杂散电容,C3为二极管对地构成的杂散电容,一起从微观视点剖析了二极管串联不均压的原因及结果。在文献目中提出二极管本身要素能够通过选用同—批次出产的二极管来近似处理,要点考虑外部要素。
3、二极管串联的使用
电除尘器高频电源输出高频PWM波经升压变压器再通过整流模块终究输出近似直线的电压波形。整流模块集成在升压变压器中,选用的是二极管串联形式,因为电压等级比较高,一般考虑到达10KV以上。因为输出电压波形精度要求不高,故选用二极管直接串联方法即可,选用高频整流二极管,整流输出仿真波形如图4所示,实测波形如图5所示。
如图所示,整流输出电压呈现凹凸波峰,这是因为杂散参数即外部要素的影响,跟着科学技术的不断发展,二极管的制造工艺在不断提高,其本身要素的影响现已微乎其微。
4、结束语
通过从微观和微观两个视点简略剖析二极管的串联均压问题,最终得出,在二极管串联使用于高压高频环境下时,二极管本身要素发生不均压可是不会构成二极管的击穿,二极管的外部要素发生的不均压是会构成二极管的击穿乃至更为严重的结果。