肖特基晶闸管作用知识介绍
相信提及低帧率、大电压、超高速半导体元件,好多工程师同事肯定首先会想到肖特基晶闸管(SBD)。并且你真的会用肖特基晶闸管吗?和其他的晶闸管比上去,肖特基晶闸管又有哪些非常之处呢?下边一上去划重点吧。
肖特基晶闸管的关键参数
肖特基晶闸管广泛应用于开关电源、变频器、驱动器等电路中。在不同的应用中,须要考虑不同的诱因,但是,不同的元件在性能上也有差异,因而,在选用肖特基三极管时,下边那些关键参数须要综合考虑。
1、导通压降VF
VF为晶闸管正向导通时晶闸管两端的压降,当通过晶闸管的电压越大,VF越大;当晶闸管气温越高时,VF越小。
2、反向饱和漏电压IR
IR指在晶闸管两端加入反向电流时,流过晶闸管的电压,肖特基晶闸管反向漏电压较大,选择肖特基三极管是尽量选择IR较小的晶闸管。
3、额定电压IF
指晶闸管常年运行时肖特基二极管,按照容许温升折算下来的平均电压值。
4.最大浪涌电压IFSM
容许流过的过量的正向电压。它不是正常电压,而是顿时电压,这个值相当大。
5.最大反向峰值电流VRM
虽然没有反向电压,只要不断地增强反向电流,迟早会使晶闸管受损。这些能加上的反向电流,不是瞬时电流,而是反复加上的正反向电流。因给检波器加的是交流电流,它的最大值是规定的重要因子。最大反向峰值电流VRM指为防止击穿所能加的最大反向电流。目前肖特基最高的VRM值为150V。
6.最大直流反向电流VR
上述最大反向峰值电流是反复加上的峰值电流,VR是连续加直流电流时的值。用于直流电路,最大直流反向电流对于确定容许值和上限值是很重要的.
7.最高工作频度fM
因为PN结的结电容存在,当工作频度超过某一值时,它的双向导电性将变差。肖特基晶闸管的fM值较高,最大可达。
8.反向恢复时间Trr
当工作电流从正向电流弄成反向电流时,晶闸管工作的理想情况是电压能瞬时截至。实际上,通常要延后一点点时间。决定电压截至延时的量,就是反向恢复时间。其实它直接影响晶闸管的开关速率,但不一定说这个值小就好。也即当晶闸管由导通忽然反向时,反向电压由很大衰减到接近IR时所须要的时间。大功率开关管工作在高频开关状态时,此项指标至为重要。
9.最大耗散功率P
晶闸管中有电压流过,都会放热,而使自身体温下降。在实际中外部散热状况对P也是影响很大。具体讲就是加在晶闸管两端的电流减去流过的电压加上反向恢复耗损。
肖特基晶闸管工作参数
肖特基晶闸管的选型要点
要按照开关电源所要输出的电流VO、电流IO、散热情况、负载情况、安装要求、所要求的温升等确定所要选用的肖特基晶闸管种类。
1.在通常的设计中,我们要留出一定的余量
例如,VR只用到其额定值的80%以下(特殊情况下可控制到50%以下),IF用到其额定值的40%以下。
在推挽反激(FLY-BACK)开关电源中,假设一产品:输入电流VIMAX=,输出电流VO=5V,电压IO=1A。按照估算公式,要求检波晶闸管的反向电流VR、正向电压IF满足下边的条件:
VR≥2VI×NS/NP
IF≥2IO/(1-θMAX)
其中:
NS/NP为变压器次、初级匝比
θMAX为最大转矩
假定,NS/NP=1/20,θMAX=0.35
则VR≥2×350/20=35(V)
IF≥2×1/(1-0.35)=3(A)
这样,我们可以参考选用SR340或。若产品为吊扇冷却,则管子可以把余量留小一些。TO220、TO3P封装的管子有全包封、半包封之分这要按照具体情况选用。半包封管子的散热优于全包封的管子,但需注意其散热器和中间管脚相通。负载若为容性负载,建议IF再留出20%的余量。
注意功率肖特基晶闸管的散热和安装方式,要认清楚产品为自然冷却还是吊扇冷却,管子要安装在易通风散热的地方,以提升产品的可靠性。TO-220、TO-3P型的管子与散热器之间要加导热硅脂,使管子与散热器之间接触良好。DO-41、DO-201AD封装的管子可采取卧式、卧式、架空等形式安装,这要按照实际情况确定。
2.正确选择肖特基晶闸管的RC补偿网路-RC缓冲器
因为高频变压器的短路感和管子的结电容在截至时产生一个谐振电路,它可引起瞬时缺相振荡。因而,有必要在电源输出中设置RC缓冲器以保护管子的安全。另外,RC网路还可降低输出噪音,降低管子的热耗,提升产品的效率和可靠性。
缓冲器的选择原则是,即使缓冲器有效,又能尽量降低耗损。下边是参考公式。
R=√(Li/Cj)/n
式中:Li为变压器短路感(μH)
CJ为管子的结电容(PF)
N为原副边匝比(NP/NS)
电容C可任意地从0.01到0.1μF之间取,具体值有实验确定。
如对VO=5V,可选R=5.1Ω,0.5W,C=0.01μF
IR小的管子,热耗小,所以同样情况下,可选择IR小的管子。
设计PCB时,要使管子及散热器尽量远离电解电容器等对热敏感的元件。以降低产品的寿命。
点焊管子的螺孔要足够大,点焊牢固,防止因为热挠度导致烧损。
肖特基晶闸管一旦选用后,要经模拟实验,在产品输入、输出最坏的情况下检测其温升及工作波形,确认各项指标不要超过其极限参数。
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