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超快恢復二極管模塊-超快恢復二極管模塊的制作技術-KIA MOS管

信息來源:本站 日期:2018-03-02 

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眾所周知,當前電子技術的發展方向是:應用技術高頻化、硬件結構模塊化、半導體器件智能化、控制技術數字化以及產品性能綠色化(對電網等無污染)。


模塊化結構提高了產品的密集性、安全性和可靠性,同時也可降低裝置的生產成本,縮短產品進入市場的周期,提高企業在市場中的競爭力。由于電路的連線已在模塊內部完成,并采用與PCB一樣可刻蝕出各種圖形結構的陶瓷覆銅板(DBC板),因此,大大縮短了模塊內元器件之間的連線,可實現優化布線和對稱性結構的設計,使裝置電路的寄生電感和電容值大大降低,有利于實現裝置的高頻化。此外,模塊化結構與同容量分立器件結構相比,還具有體積小、重量輕、結構緊湊、連接線簡單,便于維護和安裝等優點,因而大大縮小變流裝置的體積、降低裝置的重量和成本,提高了裝置的效率和可靠性。且模塊的主電極端子、控制端子和輔助端子與模塊銅底板之間具有2.5KV以上有效值的絕緣耐壓,使之能與裝置內各種不同模塊共同安裝在一個接地的散熱器上,有利于裝置體積的進一步縮小,簡化裝置的結構設計。


20世紀80年代初,絕緣柵雙極晶體管(IBGT)、功率MOS場效應管(POWER MOSFET)和集成門極換流晶閘管(IGCT)的研制成功,并得到急劇發展和商品化,這不僅對電力電子變流器向高頻化發展提供了堅實的器件基礎,同時,也為用電設備高頻化(20KHZ以上)和高頻設備固態化、為高效、節電、節能、節材,為實現機電一體化、小型化、輕量化和智能化提供了重要技術基礎。與此同時,給IGBT、功率MOSFET以及IGCT等開關器件配套的,且不可缺少的FRD和FRED器件也得到飛快發展。因為隨著裝置工作開關頻率的提高,若沒有FRD和FRED給高頻變頻裝置的開關器件作續流、吸收、箝位、隔離、輸入整流器和輸出整流器的配套,那么IGBT、功率MOSFET和IGCT等高頻開關器件就不能發揮它們應有功能和獨特作用,這是由于FRED的關斷特性參數(反向恢復時間trr、反向恢復電荷Qrr和反向峰值電流IRM)的作用所致,最佳和合適參數的FRED、作為續流二極管與高頻開關器件協調工作,使高頻逆變電路內因開關器件換流所引起的過電壓尖峰,高頻干擾電壓以及EMI干擾可降至最低,也可降低功耗,使開關器件的功能得到充分的發揮。


超快恢復二極管模塊(FRED)類型MEO,MEE,MEA和MEK(圖1)是分立型DESEI向大電流的擴展,其特性不變。它可以用在所有MOSFET,IGBT或雙極性達林頓管電路中,工作頻率要高于1kHz。


如果要用幾個分立二極管井聯成小模塊,換用這些模塊可減小安裝時間和設備尺寸。一般FRED可用作大電流的IGBT或積極性達林頓管的續流二極管,或用作電源和焊接機的快速整流管。下面是一系列超快恢復二極管模塊(FRED)的應用。

超快恢復二極管模塊

A. 用作拖動和UPS系統中單相或三相逆變器的續流二極管,采用PWM控制,開關頻率高于1kHz(圖1)。

超快恢復二極管模塊

B. 用作開關電源或伺服驅動的續流二極管

(a)使用MOSFET和肖特基阻斷二極管的對稱全僑電路(圖2a))

(b)使用MOSFET的正激變換器和直流電機驅動的不對稱全橋圖(圖2b))

超快恢復二極管模塊

C. 用作電源或焊接機的整流

全波整流電路(圖4(a))中,根據負載電流的大小,可選擇幾個MEO模塊并聯。

共陰極拓樸(圖4(b))中,根據負載電流的大小,可選擇幾個MEK模塊井聯。

共陽極拓樸(圖4(c))中,根據負載電流的大小,可選擇幾個MEA模塊并聯。

全橋整流電路(圖4(d))中,根據負載電流的大小,可選擇幾個MEE或MEO模塊并聯。

高壓輸出的全橋整流電路(圖4(e))中,可使用兩個MEE模塊串聯獲得高阻斷電壓。


所有的超快恢復二極管模塊(FRED)中連續直流電流IFAVM的數值是在散熱器溫度TS=65℃,結溫TVJM=125℃(溫差60℃)的條件下給出的。


如與別的產品比較,要確定兩個模塊的結芯與散熱器溫差相等,因為溫差決定可流過的正向電流。

而且。超快恢復二極管模塊(FRED)的電流定額和阻斷損耗都是在TVJ=125℃和占空比d=50%條件下的。


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