Itin spartūs atkūrimo diodai (UFRD) naudojami maitinimo sistemose, siekiant pagerinti impulsinių maitinimo šaltinių (SMPS) ir nuolatinės srovės keitiklių efektyvumą JAV ir Europos rinkose. Jie tinka aukšto dažnio taikymams, automobilių, pramonės įrangai ir plataus vartojimo elektronikai, nes padeda sumažinti perjungimo nuostolius ir pagerinti sistemos stabilumą.
I. Itin sparčiųjų atkūrimo diodų pagrindinis vaidmuo elektros energijos sistemose
Itin spartūs atkūrimo diodai (UFRD) yra puslaidininkiniai įtaisai, skirti aukšto dažnio taikymams. Jie pasižymi greitu atvirkštiniu atkūrimo laiku (T r ), maži atvirkštinio susigrąžinimo mokesčiai (Q r ) ir maža ekvivalentinė nuoseklioji varža (ESR). Dėl šių savybių jie yra labai svarbūs elektros energijos sistemose, ypač tokiose srityse kaip impulsiniai maitinimo šaltiniai (SMPS), nuolatinės srovės keitikliai, keitikliai ir variklių pavaros sistemos.
Impulsiniai maitinimo šaltiniai (MPŠ) paprastai veikia aukštais dažniais. Impulsiniai maitinimo šaltiniai užtikrina greitą reagavimą į perjungimo perėjimus, sumažindami nuostolius ir užtikrindami sistemos stabilumą.
II. Taikymo atvejis: itin spartūs atkūrimo diodai impulsiniuose maitinimo šaltiniuose
2.1 Impulsinių maitinimo šaltinių iššūkiai
Šiuolaikiniuose impulsiniuose maitinimo šaltiniuose (SMPS) diodų pasirinkimas yra labai svarbus dėl dažnai vykstančių aukšto dažnio perjungimų. Tradiciniai diodai turi ilgesnį atvirkštinio atsigavimo laiką esant aukštiems dažniams, todėl padidėja perjungimo nuostoliai ir paveikiamas bendras efektyvumas bei stabilumas.
2.2 UFRD programos sprendimas
Kad būtų padidinta sistemos našumas, inžinieriai renkasi itin greitai atkuriamus diodus (pvz., MUR4100 , MUR120 ), kurių atvirkštinio atstatymo laikas gali būti mažesnis nei 25 ns. Šie diodai efektyviai praleidžia srovę ir išsijungia esant aukštai dažniui, žymiai sumažinant jungimo nuostolius.
Naudojant UFRD, SMPS ne tik pasiekia geresnį efektyvumą, bet ir sumažina šilumos susidarymą, pailgindamas maitinimo modulio tarnavimo laiką.
III. Pagrindiniai itin sparčiųjų atkūrimo diodų parametrai
Renkantis itin greito atkūrimo diodus, reikia atsižvelgti į šiuos pagrindinius parametrus:
|
Parametras |
Aprašymas |
Pavyzdinė vertė |
|
Atvirkštinis atkūrimo laikas (T r ) |
Laikas, per kurį diodas pereina iš laidinio į blokuojantį režimą |
25 ns ~ 85 ns |
|
Atvirkštinio susigrąžinimo mokestis (Q r ) |
Bendras krūvis, tekantis per diodą atvirkštinio atkūrimo metu |
< 150 nC |
|
Didžiausia tiesioginė srovė (I F ) |
Maksimali srovė, kurią diodas gali atlaikyti tiesiogine kryptimi |
1A, 3A, 5A ir kt. |
|
Maksimali atvirkštinė įtampa (V RRM ) |
Maksimali atvirkštinė įtampa, kurią diodas gali atlaikyti |
50 V ~ 1000 V |
|
Tiesioginė įtampa (V F ) |
Įtampos kritimas diode, kai įtampa yra tiesioginė |
0,7 V ~ 1,0 V |
IV. Itin sparčiųjų atkūrimo diodų privalumai ir technologinės tendencijos
4.1 Greitas atsigavimo laikas ir maži nuostoliai
Didžiausias itin greitų atkūrimo diodų privalumas yra itin trumpas atvirkštinio atkūrimo laikas (T r ), o tai leidžia jiems greitai atsigauti aukšto dažnio perjungimo metu ir sumažinti atvirkštinio atkūrimo nuostolius.
4.2 Didesnis dažnio atsakas ir patikimumas
UFRD vis dažniau naudojami sistemose, kurioms reikalingas aukšto dažnio atsakas ir stabilumas, ypač didelės galios maitinimo šaltiniuose ir keitikliuose.
4.3 Technologinė evoliucija: didesnis efektyvumas ir mažesni paketai
Ateityje, tobulėjant medžiagų technologijoms (pvz., silicio karbidui (SiC) ir galio nitridui (GaN)), tikimasi, kad itin spartūs atkūrimo diodai pasieks aukštesnius perjungimo dažnius, mažesnius energijos nuostolius ir kompaktiškesnes korpuso konstrukcijas.
V. Išvada
Itin spartūs atkūrimo diodai (UFRD) atlieka itin svarbų vaidmenį elektros energijos sistemose dėl savo greito atvirkštinio atkūrimo, mažo atkūrimo krūvio ir mažų nuostolių charakteristikų. Jie yra būtini aukšto dažnio impulsiniuose maitinimo šaltiniuose, nuolatinės srovės keitikliuose ir inverteriuose.
Tobulėjant technologijoms, UFRD naudojimas plėsis, ypač didelio efektyvumo sistemose, tokiose kaip elektrinės transporto priemonės, pramoninė automatika ir plataus vartojimo elektronika.
Itin greito atkūrimo diodai | SMPS maitinimo šaltinių projektavimas | Didelio efektyvumo maitinimo moduliai | DC-DC keitikliai | Keitiklių apsauga | Aukšto dažnio perjungimo maitinimo šaltiniai
EN
