随着电力电子技术向高频化、模块化方向发展,直插超快速恢复作为一种高频器件也得到蓬勃发展,现已广泛用于各种高频逆变装置和斩波调速装置内,起到高频整流、续流、吸收、隔离和箝位的作用,这对发展我国高频逆变焊机、高频开关型电镀电源、高频开关电源、高频快速充电电源、高频变频装置及功率因数校正装置等将起到推动作用。
快恢复二极管芯片PN结构终止区用采用玻璃钝化技术,其热膨胀系数与硅的热膨胀系数相匹配。所有的硅芯片越来越多的使用保护环平面技术和沟道阻断来降低芯片的表面电场。
FRED二极管在整个工作温度范围内性能稳定,并且对于温度的变化,正向电压降的变化可以忽略不计。该二极管是为高频应用设计的,在高频应用时稳定可靠。由于单个芯片通态电流较小,大电流情况下一般并联使用,组成大电流快恢复二极管模块。由于是并联使用,模块的反向恢复时间要比单个芯片的长。
快恢复二极管与常规的二极管结构类似,由正向PN结和反向PN结构成。但快恢复二极管在两侧分别加入了一层高浓度的掺杂区域,形成了一个带有浅反型层的PN结。当反向电压施加到二极管上时,由于反型层的存在,使得该层内的载流子在接近PN结时重新被抽出,从而缩短反向恢复时间。
在高速开关电路中,快恢复二极管被用于保护其他器件不受到过高的反向电压和尖锐的反向电流冲击。当一个开关瞬间关闭时,电感会产生反向电动势,如果没有快速反向恢复时间的二极管对其进行保护,那么反向电流就会通过其他器件,导致它们被损坏。而快恢复二极管可以快速将反向电流截至,从而保护其他器件。
快恢复二极管主要应用于电源电路和高速开关电路中,如开关电源、高速恢复整流电路、变频器、电机驱动控制等领域。具体应用场合如下:
(1)变频控制:随着现代智能制造的发展,被广泛应用于交流电机驱动控制中。由于交流电机的传动、运行平稳,适应于各种负载要求,因此应用越来越广泛。而快恢复二极管作为变频器中的重要部件,可以使得整个控制系统更加、灵敏。
(2)开关电源:开关电源是现代电子设备中的电源类型,常用于电脑、手机等数字电子产品中。由于开关电源需要在高速开关模式下工作,所以需要使用快恢复二极管降低开关失真和反向压力。
(3)高速恢复整流电路:在半导体技术的发展过程中,快恢复二极管取代了肖特基二极管,成为高速恢复整流电路的理想选择。它可以降低开关噪声、减少开关损耗、增加能源利用率。