讨论二极管新技术及其应用

新型超快速软恢复二极管是能够以高换向速率工作的二极管。它具有较低的反向恢复电流，并且具有出色的动态特性。在本文中，我们将讨论这些新技术及其应用。

当将压装式IGBT用作逆变器，转换器或斩波电路中的开关组件时，需要适当的二极管来维持来自其电感性负载的电流，例如电动机，变压器或感应加热器。为了减少开关能量损失，建议以快速的电流变化率（di / dt）打开压装IGBT，但这对二极管的开关性能提出了更高的要求。中压压装式IGBT能够以高达10000 A / µs的极高di / dit导通，而不会损坏器件。但是，典型的中压，快速恢复二极管被设计为以高达500 A / µs的反向恢复速率工作。为了利用压装式IGBT的快速开关功能，需要相关的续流二极管来满足以下要求：

• 很高的反向恢复电流变化率（di / dt> 2500 A / µs）
• 反向峰值电流Irms非常低，这也与IGBT的导通损耗有关
• 软反向恢复。软因子S = tb / ta应大于1。
• 夹紧压力与相关的压装IGBT或GCT兼容
• 低正向压降和低泄漏电流
• 抵抗动态雪崩。

二极管测量

对新的4.5 kV / 50 mm二极管样品的静态和动态特性进行了一系列评估测试。在测试结果中，B型样品在阻塞漏电流和正向压降方面似乎最低，A型在两者中都最高，而C型则介于两者之间。2.5 kV / 50 mm样品具有三种相应的寿命控制技术，显示出相似的特性。

图1反向恢复测试电路

初始动态测试使用测试仪进行，其电路如图1所示。正向电流IF由CF TF LF Loow产生，反向电流IR由CR TR LR Loop产生。反向恢复di / dt由可变电感器LR和线电压VR两者根据关系di / dt = VR / LR预先确定。

二极管应用

凭借其出色的反向恢复特性，新型超快速恢复二极管可应用于许多领域。它们的主要应用之一是在单相或三相压装IGBT逆变器中用作续流二极管。图1展示了新型超快软恢复二极管，与三相逆变器堆中的压装IGBT用作反并联续流二极管，该逆变器堆用于感应加热器，变速电动机驱动和变压器初级侧的电压供应。续流二极管上更高的反向恢复di / dt和低Irm将有助于减少二极管和压装IGBT上的换向能量损耗，并使逆变器能够在高工作频率下工作。当在PWM逆变器中使用时，新型二极管的优势似乎更加明显，

图2与三相逆变器堆栈中的压装IGBT一起使用的新型超快速软恢复二极管

具有不同寿命控制技术的所有三个4.5 kV / 50 mm超快软恢复二极管在静态和动态特性方面均显示出出色的性能。A型具有低Irm值的优势，而B型具有低正向压降和高温性能。与A和B相比，C型由于其较高的正向压降和较高的反向恢复峰值电流而显得不太有利。显然，对于所有应用，B型二极管都是最佳选择。但是，如果结温不是其工作中的主要问题，则可以在某些特殊情况下使用A型。新的二极管类型特别适合用作压装IGBT组件堆栈中的续流二极管。通过使用重金属扩散和离子注入来控制寿命，已实现静态和动态参数的最佳折衷。它的发展扩大了高压IGBT的应用领域。

编辑：hfy