高效率逆變器二極管選擇與應(yīng)用方案

海飛樂Qlong絕緣二極管采用獨特的硅基工藝?？商峁O低的反向恢復(fù)電荷Qrr，并具有軟恢復(fù)特性，這使得它們非常適合CCM升壓PFC，并在硬開關(guān)應(yīng)用中用作輸出二極管。當(dāng)PN硅二極管在導(dǎo)通和反向偏置期間關(guān)斷時，電流將快速將至零，然后在二極管從正向?qū)ㄖ谢謴?fù)時開始反向流經(jīng)該二極管。

負電流與時間的乘積被定義為反向恢復(fù)電荷或者Qrr。 這是每個開關(guān)周期的能量損耗。海飛樂Qlong絕緣二極管具有極低的Qrr，與超快恢復(fù)二極管相比尤其低。另外，二極管的反向恢復(fù)還會導(dǎo)致EMI，在此波形中，可以看到用來縮短反向恢復(fù)時間的鉑摻雜造成了一個非常陡峭的波形，其銳緣可產(chǎn)生大量的噪聲。 二極管的軟度被定位為時間Tb與時間Ta的比值， 例如，這種波形陡峭的二極管的軟度為0.2，比較理想的軟度系數(shù)是0.5
，海飛樂Qlong二極管具有出色的軟度，軟度系數(shù)接近1.00。 減少二極管的Qrr值可降低MOS管的開關(guān)損耗，使你的設(shè)計能夠在較高的頻率下工作，從而降低磁性元件的尺寸和成本。
我們在CMM升壓PFC電路測試中，發(fā)現(xiàn)Qlong二極管中開關(guān)孫高的降低使MOS管的溫度下降了6.1°，這種熱能的減少使得效率提高了1.1%，其他工程師在采用Qlong二極管后發(fā)現(xiàn)效率提高2.5%。低Qrr值可減少MOS的導(dǎo)通電流。使工程師使用更小成本的元件。
在這個設(shè)計中，因采用了Qlong二極管而使MOS的電流容量從21A下降到12A， 這提高了電源效率，使MOS管的溫度下降了10°以上，同時并沒有增加BOM成本。
海飛樂Qlong絕緣二極管的恢復(fù)軟度有助于大幅度降低EMI，這以改進可降低EMI濾波器的尺寸和成本，或提供額外的性能以滿足更具挑戰(zhàn)性的規(guī)范要求。
Qlong二極管還適合充當(dāng)輸出二極管，在這個設(shè)計中換用Qlong二極管后，峰值反向電壓大幅度降低，設(shè)計師可以完成移除緩沖電路，而且它的性能仍比原來的設(shè)計方案好。這不僅降低了設(shè)計成本和復(fù)雜度，而且還將效率提高了2%。  
所有的Qlong二極管都表現(xiàn)出為平坦的Qrr溫度依存性，可確保在不同工作范圍內(nèi)性能的一致性，并防止熱逃逸。 Qlong二極管還以常見的陰極封裝提供，這是高性能絕緣二極管首次采用的封裝形式，這種封裝可以減少交錯并聯(lián)和無橋式拓撲結(jié)構(gòu)中所需安裝的硬件數(shù)。對于CCM升壓PFC，電動汽車充電器和許多其他硬開關(guān)應(yīng)用來說，Qlong絕緣二極管在降低EMI，降低開關(guān)損耗和提供極高效率方面，都是性能最佳的硅二極管。
  總結(jié)：Qlong絕緣二極管是對CCM升壓PFC應(yīng)用的完美補充，與高性能超快速PFC二極管相比，Qlong絕緣二極管具有非常低的反向恢復(fù)電荷，可將開關(guān)損耗降低80%以上。在直接替換測試中發(fā)現(xiàn)，Qlong絕緣二極管可帶來1.5%的效率提升，整個電路優(yōu)化后，效率可提升2.5%。還可以減少開關(guān)的導(dǎo)通電流尖峰，使設(shè)計師能夠大幅度降低MOS管的電流額定值，從而節(jié)省成本和降低導(dǎo)通損耗。同時Qlong二極管還具有出色的軟度，可降低EMI噪聲和減少電壓尖峰。海飛樂FAE建議Qlong二極管更適合開關(guān)頻率在80kHz以上的應(yīng)用。
Qlong絕緣二極管可以在橋式逆變器中用作反并聯(lián)二極管，性能十分出色，具有極快速回復(fù)特性，且結(jié)電容低至11pF，因此它可以將開關(guān)損耗將至很低，從而大幅度提升轉(zhuǎn)換器的效率，Qlong二極管的快速恢復(fù)時間可為器件提供擊穿保護，即使在高工作頻率下也能提供此保護，這樣，工程師就可以提高開關(guān)頻率，以減少磁性尺寸和大幅提高功率密度，同時降低EMI噪聲干擾，即使在提高開關(guān)頻率的過程中也具有次特性，對于高性能，高頻率逆變器，我們建議采用具有超低損耗的Qlong絕緣二極管。



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