新型超快速軟恢復二極管是能夠以高換向速率工作的二極管。它具有較低的反向恢復電流，并且具有出色的動態(tài)特性。在本文中，我們將討論這些新技術(shù)及其應(yīng)用。

當將壓裝式IGBT用作逆變器，轉(zhuǎn)換器或斬波電路中的開關(guān)組件時，需要適當?shù)亩O管來維持來自其電感性負載的電流，例如電動機，變壓器或感應(yīng)加熱器。為了減少開關(guān)能量損失，建議以快速的電流變化率（di / dt）打開壓裝IGBT，但這對二極管的開關(guān)性能提出了更高的要求。中壓壓裝式IGBT能夠以高達10000 A / μs的極高di / dit導通，而不會損壞器件。但是，典型的中壓，快速恢復二極管被設(shè)計為以高達500 A / μs的反向恢復速率工作。為了利用壓裝式IGBT的快速開關(guān)功能，需要相關(guān)的續(xù)流二極管來滿足以下要求：

• 很高的反向恢復電流變化率（di / dt> 2500 A / μs）
• 反向峰值電流Irms非常低，這也與IGBT的導通損耗有關(guān)
• 軟反向恢復。軟因子S = tb / ta應(yīng)大于1。
• 夾緊壓力與相關(guān)的壓裝IGBT或GCT兼容
• 低正向壓降和低泄漏電流
• 抵抗動態(tài)雪崩。

二極管測量

對新的4.5 kV / 50 mm二極管樣品的靜態(tài)和動態(tài)特性進行了一系列評估測試。在測試結(jié)果中，B型樣品在阻塞漏電流和正向壓降方面似乎最低，A型在兩者中都最高，而C型則介于兩者之間。2.5 kV / 50 mm樣品具有三種相應(yīng)的壽命控制技術(shù)，顯示出相似的特性。

圖1反向恢復測試電路

初始動態(tài)測試使用測試儀進行，其電路如圖1所示。正向電流IF由CF TF LF Loow產(chǎn)生，反向電流IR由CR TR LR Loop產(chǎn)生。反向恢復di / dt由可變電感器LR和線電壓VR兩者根據(jù)關(guān)系di / dt = VR / LR預先確定。

二極管應(yīng)用

憑借其出色的反向恢復特性，新型超快速恢復二極管可應(yīng)用于許多領(lǐng)域。它們的主要應(yīng)用之一是在單相或三相壓裝IGBT逆變器中用作續(xù)流二極管。圖1展示了新型超快軟恢復二極管，與三相逆變器堆中的壓裝IGBT用作反并聯(lián)續(xù)流二極管，該逆變器堆用于感應(yīng)加熱器，變速電動機驅(qū)動和變壓器初級側(cè)的電壓供應(yīng)。續(xù)流二極管上更高的反向恢復di / dt和低Irm將有助于減少二極管和壓裝IGBT上的換向能量損耗，并使逆變器能夠在高工作頻率下工作。當在PWM逆變器中使用時，新型二極管的優(yōu)勢似乎更加明顯，

圖2與三相逆變器堆棧中的壓裝IGBT一起使用的新型超快速軟恢復二極管

具有不同壽命控制技術(shù)的所有三個4.5 kV / 50 mm超快軟恢復二極管在靜態(tài)和動態(tài)特性方面均顯示出出色的性能。A型具有低Irm值的優(yōu)勢，而B型具有低正向壓降和高溫性能。與A和B相比，C型由于其較高的正向壓降和較高的反向恢復峰值電流而顯得不太有利。顯然，對于所有應(yīng)用，B型二極管都是最佳選擇。但是，如果結(jié)溫不是其工作中的主要問題，則可以在某些特殊情況下使用A型。新的二極管類型特別適合用作壓裝IGBT組件堆棧中的續(xù)流二極管。通過使用重金屬擴散和離子注入來控制壽命，已實現(xiàn)靜態(tài)和動態(tài)參數(shù)的最佳折衷。它的發(fā)展擴大了高壓IGBT的應(yīng)用領(lǐng)域。

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