高效應(yīng)用的增強(qiáng)型第4代CAL二極管
圖1 CAL 4F二極管橫截面,標(biāo)示了場環(huán)、單場板及雙場板結(jié)構(gòu)。鈍化層由氧化層和多晶層組成。
越來越多的功率電子裝置被安裝在惡劣環(huán)境中而沒有任何的外部保護(hù)。增強(qiáng)型第4代CAL二極管通過多晶鈍化層/氧化層設(shè)計(jì),并與新近研發(fā)出來的雙場環(huán)設(shè)計(jì)相結(jié)合(如圖1所示),可以應(yīng)用在惡劣條件中。這種新的結(jié)終端設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)已經(jīng)應(yīng)用于650V和1700V新電壓等級(jí),也包括已有的1200V續(xù)流二極管。
用于抵御環(huán)境影響(如高濕度和溫度)的新終端設(shè)計(jì)的可靠性已經(jīng)通過試驗(yàn)驗(yàn)證,試驗(yàn)時(shí)間1000小時(shí),溫度85°C,高濕度(85% r.H.),非常高的反偏電壓(80%阻斷電壓)。在上述試驗(yàn)條件(85% r.H./85°C/80%的VRM)下進(jìn)行試驗(yàn)期間檢測的漏電流數(shù)據(jù)顯示,整個(gè)試驗(yàn)期間漏電流保持穩(wěn)定。
2.2新型CAL4 F 1700V二極管
對于續(xù)流二極管主要的要求是低的靜態(tài)損耗和低的動(dòng)態(tài)損耗,二者與二極管的安全并聯(lián)密切關(guān)聯(lián)。為了得到所期望的低的靜態(tài)損耗,低的正向通態(tài)壓降是必須的。然而,正向通態(tài)壓降的降低又會(huì)引起動(dòng)態(tài)損耗的增加。對于CAL4 F 1700V二極管,這兩種功率損耗之間的平衡是通過軸向壽命及摻雜分布的優(yōu)化來獲得,對于在低的和高的開關(guān)頻率下應(yīng)用的二極管尤其如此。
CAL4 F 1700V二極管(額定電流75A)在室溫(RT)和高溫(Tj=150°C)下相應(yīng)的通態(tài)特性曲線示于圖2。CAL4 F 1700V二極管最顯著的通態(tài)特性,是在電流大于50A以后所呈現(xiàn)的正溫度系數(shù)dU/dT。由于正溫度系數(shù)dU/dT的原因,當(dāng)并聯(lián)二極管在高功率應(yīng)用(優(yōu)化靜態(tài)及動(dòng)態(tài)功率分配)及直流(DC)高電壓應(yīng)用(關(guān)斷期間限制動(dòng)態(tài)過電壓)時(shí),這種新一代的二極管能夠自動(dòng)分配電流,保持平衡。
為了評價(jià)反向恢復(fù)特性,我們使用了雙脈沖電流,其負(fù)載為電感。續(xù)流二極管(FWD)由通態(tài)向斷態(tài)的切換,由一個(gè)與之串聯(lián)的IGBT完成。CAL4 F 1700V二極管的換流dI/dt=1500 A/μs,測試結(jié)果顯示為軟的恢復(fù)特性(見圖3)
圖2 CAL4 F 1700V (75A)二極管的室溫(RT)及150°C通態(tài)特性
圖3 CAL 4F1700V二極管的反向恢復(fù)特性,其中dI/dt=1500 A/μs
為了論證使用新一代CAL 4F 1700V二極管的模塊性能得到改善,我們計(jì)算了單個(gè)芯片所能承受的負(fù)載電流。計(jì)算依據(jù)是由靜態(tài)和動(dòng)態(tài)損耗而引起的芯片溫度的上升,最大負(fù)載電流就是當(dāng)二極管或IGBT的模擬仿真的溫度超過工作溫度時(shí)的負(fù)載電流。
CAL 4F 1700V二極管的增強(qiáng)型終端結(jié)構(gòu),使它的工作溫度能夠達(dá)到Top=150°C,而CAL I 1700V 和CAL HD 1700V二極管只能工作到Top=125°C。
仿真指出,動(dòng)態(tài)損耗的降低與最高工作結(jié)溫的提高,二者的結(jié)合,使得CAL 4F二極管的性能比CAL I 1700V和CAL HD 1700V具有顯著的優(yōu)勢。CAL4 F 1700V二極管的電流性能分別比CAL HD 1700V 和 CAL I 1700V二極管高出27%和33%。仿真只計(jì)算到二極管的限定電流。
相關(guān)推薦
-
-
xhx6616 | 2005-11-22
-
手機(jī)與無線通信 典型的路由選擇方式有兩種:靜態(tài)路由和動(dòng)態(tài)路由。 靜態(tài)路由是在路由器中設(shè)置的固定的路由表。除非網(wǎng)絡(luò)管理員干預(yù),否則靜態(tài)路由不會(huì)發(fā)生變化。由于靜態(tài)路由不能對網(wǎng)絡(luò)的改變作出反映,一般用于網(wǎng)絡(luò)規(guī)模不大、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)固定的網(wǎng)絡(luò)中。靜態(tài)路由的優(yōu)點(diǎn)是簡單、高效、可靠。在所有的路由中,靜態(tài)路由優(yōu)先級(jí)最高。當(dāng)動(dòng)態(tài)路由與靜態(tài)路由發(fā)生沖突時(shí),以靜態(tài)路由為準(zhǔn)。 | 2017-06-13
-
hpnet | 2003-08-19
-
xhx6616 | 2005-11-22
-
-
-
-
-
pingdea | 2005-10-18
技術(shù)專區(qū)
- FPGA
- DSP
- MCU
- 示波器
- 步進(jìn)電機(jī)
- Zigbee
- LabVIEW
- Arduino
- RFID
- NFC
- STM32
- Protel
- GPS
- MSP430
- Multisim
- 濾波器
- CAN總線
- 開關(guān)電源
- 單片機(jī)
- PCB
- USB
- ARM
- CPLD
- 連接器
- MEMS
- CMOS
- MIPS
- EMC
- EDA
- ROM
- 陀螺儀
- VHDL
- 比較器
- Verilog
- 穩(wěn)壓電源
- RAM
- AVR
- 傳感器
- 可控硅
- IGBT
- 嵌入式開發(fā)
- 逆變器
- Quartus
- RS-232
- Cyclone
- 電位器
- 電機(jī)控制
- 藍(lán)牙
- PLC
- PWM
- 汽車電子
- 轉(zhuǎn)換器
- 電源管理
- 信號(hào)放大器
評論