Меню

Ток при обратном восстановлении

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Время — обратное восстановление

Большинство параметров полупроводниковых приборов изменяется в зависимости от режима работы и температуры, например, время обратного восстановления выпрямительных диодов зависит от значения прямого тока, наряжения и сопротивления нагрузки, значительно изменяется в диапазоне температур. [16]

Восстановление запирающих свойств тиристора в прямом направлении наступает через промежуток времени, называемый временем выключения, который намного больше времени обратного восстановления . [18]

ПР ( время прямого восстановления) при переключении из закрытого состояния в состояние прямой проводимости и к 4ос, ОБР ( время обратного восстановления ) при переключении из открытого состояния — в закрытое. [19]

Современные кремниевые выпрямительные диоды выпускаются на предельные токи до 30 А, обратные напряжения до 2000 В при частотах до 100 кГц, время обратного восстановления — десятые и сотые доли мкс. [20]

Ср — средний обратный ток диода / обр пер — постоянный обратный перегрузочный ток диода / отсч — ток, при котором производится отсчет времени обратного восстановления диода / вп — выпрямленный ток диода / вп Ср — средний выпрямленный ток диода / вп. [21]

Для уменьшения мощности коммутационных потерь при выключении тиристоров последовательно с ними целесообразно включать высокочастотные вентили, время восстановления запирающих — 04 — свойств которых значительно меньше времени обратного восстановления тиристоров / в. В этом случае происходит резкое уменьшение обратного тока тиристора в момент коммутации. [23]

Подразделение на группы в стандартах СЭВ оговорено только для быстровосстанавливающихся диодов. Это подразделение проводится по значениям времени обратного восстановления диодов . [24]

Как правило, этот ток почти на порядок превосходит средний прямой ток. Динамические свойства диода оцениваются е помощью времени обратного восстановления диода вос . [25]

Исходными данными для расчета силовых диодов, как правило, являются требуемые значения повторяющегося импульсного обратного напряжения и предельного тока при заданной температуре корпуса. В случае быстровосстанавливающихся диодов учитывается также заданное значение времени обратного восстановления . После окончания расчетов по этим исходным данным проверяется выполнение прочих требований к параметрам диодов. Если при этом расчетные значения всех параметров удовлетворяют заданным, то расчет на этом заканчивается. Если же расчетные значения одного или нескольких параметров не удовлетворяют заданным, то либо вносятся соответствующие корректировки в расчет, либо по согласованию с заказчиком корректируют технические требования к указанным параметрам диодов. [26]

В начале процесса обратного восстановления напряжение на диоде изменяется слабо, а небольшое снижение прямого напряжения происходит вследствие изменения знака падения напряжения в ООЗ, что связано с изменением направления тока. Длительность прохождения обратного тока, показанная на рис. 2.7, обозначается как t — время обратного восстановления . Это время прямо пропорционально величине обратного тока / и заряду Q, который накоплен в / — области. Обратный ток не устраняется только изменением запасенного заряда. Он изменяется также вследствие рекомбинации носителей. При / о6р / почти весь заряд выносится из / — области за время много меньшее, чем та, и только малая его часть исчезает из-за рекомбинации. В пределе, если / обр 0, заряд полностью исчезает в результате рекомбинации, и в этом случае t та. [28]

Выпускаются в металлокерамичсском корпусе с гибким ьыиодом. Имеют 24 типономинала: 8 классов по напряжению ( от 5 до 12) и 3 группы по времени обратного восстановления ( 3, 4, 5) для всех классов по напряжению. Охлаждение воздушное естественное или принудительное. Обозначение тнпоиоминалэ и полярность БЫВОДОЗ приводятся на корпусе. [29]

Диоды ВЧ2 — 200 имеют 20 типономиналов, 10 классов по напряжению ( от 1 до 10) и 2 группы по времени обратного восстановления ( 11, 12) для каждого класса по напряжению. Обозначение типономинала и полярность выводов приводятся на корпусе. Охлаждение воздушное естественное или принудительное. [30]

Источник



Обратное восстановление

  • Время восстановления обратного сопротивления базы диода — это переходный процесс, возникающий при переключении диода из проводящего состояния (прямого) в закрытое.

Процесс обратного восстановления (ОВ) в большей степени характерен диодам на p-n переходе, в отличие от диодов Шоттки. Процесс обратного восстановления сопротивления возникает вследствие накопления неосновных носителей в обеих областях диода — базе и эмиттере при прямом протекании тока через диод (плюс приложен к аноду (p-область), минус к катоду (n-область)). В базе (катоде, n-область) накапливаются дырки, в эмиттере (аноде, p-область) накапливаются электроны. После смены полярности напряжения на обратное (плюс на катоде, минус на аноде), накопленные неосновные носители в областях диода начинают двигаться навстречу, создавая короткий импульс (выброс) обратного тока. Короткий импульс тока образуется вследствие малого количества накопленных неосновных носителей (зависит от паразитной ёмкости перехода и силы протекавшего тока).

Читайте также:  Метод контурных токов для расчета сложных электрических цепей с одним эдс

Связанные понятия

Упоминания в литературе

Связанные понятия (продолжение)

Полупроводнико́вый стабилитро́н, или диод Зенера — полупроводниковый диод, работающий при обратном смещении в режиме пробоя. До наступления пробоя через стабилитрон протекают незначительные токи утечки, а его сопротивление весьма высоко. При наступлении пробоя ток через стабилитрон резко возрастает, а его дифференциальное сопротивление падает до величины, составляющей для различных приборов от долей oма до сотен oм. Поэтому в режиме пробоя напряжение на стабилитроне поддерживается с заданной точностью.

Баллистические транзисторы — собирательное название электронных устройств, где носители тока движутся без диссипации энергии и длина свободного пробега носителей намного больше размера канала транзистора. В теории эти транзисторы позволят создать высокочастотные (ТГц диапазон) интегральные схемы, поскольку быстродействие определяется временем пролёта между эмиттером и коллектором или, другими словами, расстоянием между контактами, делённым на скорость электронов. В баллистическом транзисторе скорость.

Источник

Обратный ток восстановления тиристора

64. Обратный ток восстановления тиристора

E. Reverse recovery current

F. Courant de recouvrement inverse

Обратный ток тиристора, протекающий во время обратного восстановления

Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации . academic.ru . 2015 .

Смотреть что такое «Обратный ток восстановления тиристора» в других словарях:

обратный ток восстановления тиристора — Обратный ток тиристора, протекающий во время обратного восстановления. Обозначение Iвос,обр Irr [ГОСТ 20332 84] Тематики полупроводниковые приборы EN reverse recovery current FR courant de recouvrement inverse … Справочник технического переводчика

обратный ток восстановления (тиристора) — — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999] Тематики электротехника, основные понятия EN reverse recovery current … Справочник технического переводчика

время обратного восстановления тиристора — Интервал времени между моментом, когда основной ток тиристора проходит через нулевое значение, изменяя направление от прямого на обратное, и моментом, когда обратный ток тиристора уменьшается с его амплитудного значения до заданного значения, или … Справочник технического переводчика

Время обратного восстановления тиристора — 114. Время обратного восстановления тиристора E. Reverse recovery time F. Temps de recouvrement inverse tвос,обр Интервал времени между моментом, когда основной ток тиристора проходит через нулевое значение, изменяя направление от прямого на… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

время нарастания обратного тока восстановления тиристора — Интервал времени между моментом, когда основной ток тиристора проходит через нулевое значение, изменяя направление от прямого на обратное, и моментом, когда обратный ток тиристора достигает амплитудного значения. Обозначение tнр, обр tS [ГОСТ… … Справочник технического переводчика

Время нарастания обратного тока восстановления тиристора — 115. Время нарастания обратного тока восстановления тиристора E. Reverse recovery current rise time F. Temps de croissance d’un courant de recouvrement inverse tнр,обр Интервал времени между моментом, когда основной ток тиристора проходит через… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

ток — ((continuous) current carrying capacity ampacity (US)): Максимальное значение электрического тока, который может протекать длительно по проводнику, устройству или аппарату при определенных условиях без превышения определенного значения их… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

ГОСТ 20332-84: Тиристоры. Термины, определения и буквенные обозначения параметров — Терминология ГОСТ 20332 84: Тиристоры. Термины, определения и буквенные обозначения параметров оригинал документа: 110. Время включения тиристора E. Turn on time F. Temps d’amorcage tувкл, tвкл Интервал времени, в течение которого тиристор… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

время — 3.3.4 время tE (time tE): время нагрева начальным пусковым переменным током IА обмотки ротора или статора от температуры, достигаемой в номинальном режиме работы, до допустимой температуры при максимальной температуре окружающей среды. Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Читайте также:  Между полюсами магнитов расположен проводник с током куда направлена сила ампера

напряжение — 3.10 напряжение: Отношение растягивающего усилия к площади поперечного сечения звена при его номинальных размерах. Источник: ГОСТ 30188 97: Цепи грузоподъемные калиброванные высокопрочные. Технические условия … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Источник

Режим обратного восстановления

Когда диод закрывается, сохраненный в нем заряд должен разрядиться, это приводит к росту тока диода в обратном направлении. Кривая этого тока характеризует режим обратного восстановления диода.

На рис.1.19 показана простейшая цепь для измерения режима.

Рис. 1.19
S — идеальный ключ, IL — источник тока, VK — источник напряжения, LK — индуктивность

После закрывания ключа S, через диод будет протекать ток и напряжение, как это показано на рис.1.20. Этот график служит примером мягкого восстановления диода. На рис.1.21 показаны примеры характеристик диодного тока с резким изменением параметров. Кривая поясняется рисунком 1.20.

Рис.1.20 Характеристики тока и напряжения процесса «мягкого» восстановления диода в цепи на рис.1.19 и определение характеристик режима восстановления

Скорость коммутации dI/dt определяется напряжением и индуктивностью:

В момент t ток проходит через ноль. В момент tw диод начинает закрываться. При этом pn-переход диода освобождается от носителей заряда. При tirm ток падает до уровня тока утечки, характеристика тока зависит только от диода.

Время обратного восстановления trr определяется интервалом между t и моментом, когда ток достигает значения 20 % от IRRM. Интервалы tf и ts (рис.1.20) определяются количественными значениями для режима восстановления:

коэффициент «мягкости» s = tf / ts (1.2)

Этого определения недостаточно, потому что характеристика на рис.1.21а может быть резкой. Характеристику на рис.1.21b можно классифицировать как мягкую, tf > ts, но это жесткий срез.

Рис. 1.21. Характеристики тока для двух режимов быстрого восстановления диода

Более точно можно найти коэффициент «мягкости»

Измерения нужно проводить при токе менее чем 10 % и при 200 % установленного тока. Это означает, что малые токи очень влияют на режим обратного восстановления. Перенапряжения можно найти по закону:

Поэтому перенапряжения при некоторых условиях измерения или импульс напряжения VM = VK + Vind могут также рассматриваться как характеристики режима обратного восстановления. Но этого определения также недостаточно, так как не учитываются следующие параметры:

  1. Температура. Высокие температуры оказывают негативное воздействие на режим восстановления. Но для некоторых быстрых диодов этот режим хуже при температуре окружающей среды или при низких температурах.
  2. Приложенное напряжение. Высокое напряжение замедляет обратное восстановление.
  3. Скорость нарастания тока dI/dt. Зависимость dI/dt во многом зависит от производителя диодов. Некоторые диоды реагируют более мягко на увеличение dI/dt, другие — более жестко.

Все эти факторы можно не суммировать при одном простом расчете. Поэтому схема на рис.1.19 и соотношения (1.2) или (1.3) применимы только для пояснения влияния какого-либо параметра на режим переключения. Общая оценка режима обратного восстановления может быть произведена только для определенного режима работы диода в схеме. Такая измерительная цепь приведена на рис.1.22.

Скорость коммутации dI/dt регулируется резистором затвора RGon. Паразитная индуктивность L q 1 возникает при подключении конденсаторов, IGBT и диода. На рис.1.23 показаны управляющие сигналы IGBT и ток через IGBT и диод. При выключении IGBT ток нагрузки протекает через обратный диод. Как только IGBT включается в следующий раз, диод переключается с характерным режимом восстановления в тот же момент. При включении через IGBT также проходит обратный ток обратного диода. Этот процесс показан для мягко-восстанавливающегося диода на рис.1.24 с сильным растяжением по временной оси. На рис.1.24а показана кривая тока и напряжения IGBT а также потери мощности при включении. На рис.1.24b — кривая тока и напряжения обратного диода и его потери мощности.

Пока через IGBT проходит импульсный обратный ток IRPM, напряжение на IGBT все еще равно напряжению Vk (1200 В на рис.1.24а). При этом потери мощности включенного состояния максимальны для IGBT.

Характеристику обратного восстановления диода можно разделить на две части:

  1. Возрастание обратного импульса тока и соответственно обратного падения тока со скоростью dIr/dt. dIr/dt находится в пределах dI/dt насколько это позволяет диод. Импульсный обратный ток IRPM воздействует на ключ.
  2. «Хвост», при этом обратный ток медленно снижается до нуля. Здесь нельзя определить trr. Основные потери мощности диода возникают в «хвосте», когда напряжение уже приложено к диоду. Быстрый диод без хвостового тока обеспечит меньшие потери коммутации, но может быть непригодным в работе. В IGBT потери при коммутации в этой фазе не столь высоки, так как в этот момент приложенное напряжение уже уменьшилось.
Читайте также:  Сила тока в щелочных аккумуляторах

По сравнению с потерями в IGBT, при работе потери в диоде меньше (потери при коммутации в диоде на рис.1.24а приводятся в том же масштабе, что потери в IGBT на рис.1.24b). Для максимального уменьшения потерь в IGBT и в диоде необходимо учесть малый импульс обратного тока и большую часть сохранившегося заряда, который был разряжен в хвостовой фазе. Предел этого — максимальная рассеиваемая мощность диода.

Рис. 1.24. Ток, напряжение и потери мощности при включении IGBT (а) и выключении диода (b), которые были измерены в схеме на рис.1.22

Импульсный обратный ток восстановления IRPM — наиболее важный параметр диода, влияющий на общие потери, поэтому его необходимо минимизировать.

При стандартном применении, когда ключом служит полупроводниковый модуль, паразитная индуктивность L q ges находится в пределах 40 нГн, уменьшая возникающее перенапряжение. Так как не существует идеального ключа, напряжение на IGBT будет падать до определенного уровня во время фазы восстановления. Это напряжение имеет вид:

где VCE(t) — напряжение, приложенное к IGBT в соответствующий момент. Обычно для диодов с мягким восстановлением при умеренных скоростях роста до 1500 А/мкс и с минимальными паразитными индуктивностями, V(t) меньше чем Vk в любой момент времени, и при этом не будет выбросов напряжения.

На рис.1.25 приведен пример режима восстановления по этому способу. При этих условиях перенапряжения в CAL-диодах сравниваются с диодами, время жизни носителей заряда в которых устанавливается платиновой диффузией, CAL-диоды работают с мягкими условиями восстановления за счет уменьшенной эффективности р- эмиттера. Диоды с платиной становятся такими же «мягкими», как и CAL-диоды при номинальном токе (75 А).

Но меньшие токи вызовут максимальные перенапряжения, более 100 В при 10 % номинального тока из-за быстрых параметров переключения. Но в CAL-диодах не будет значительных перенапряжений при любых условиях.

Рис. 1.25. Выброс напряжения при коммутации в зависимости от прямого тока диода

Все дальнейшие объяснения в этом руководстве основаны на следующем определении: Диод работает в режиме мягкого восстановления, если при любых параметрах в схеме не возникает перенапряжений, вызванных спадом обратного тока диода. Любые параметры — это номинальный диапазон токов, все частоты коммутации схемы при температуре от -50°С до +150°С. Это определение верно, если dI/dt не слишком высоко (> 6 кА/мкс) или в схеме достаточно большая индуктивность (> 50 нГн), что также может вызвать выбросы напряжения.

Не менее важным требованием к обратным диодам на напряжение от 100 В (несмотря на мягкий режим коммутации) является динамическая устойчивость. На рис.1.24b показано, что пока через диод протекает хвост тока, к нему приложено почти все входное постоянное напряжение. Если IGBT переключается очень резко (малое сопротивление затвора RG), будут расти обратный и хвостовой токи, вместе с которыми уменьшается напряжение VCE на IGBT, которое коммутирует диод с большей скоростью dV/dt. Плотность проводящих ток носителей заряда (дыр) поэтому будет выше исходной плотности, вследствие чего произойдет пробой в полупроводнике при напряжении, намного ниже обратного уровня (динамический пробой). Для управления этими процессами существует характеристика динамической устойчивости обратных диодов. Динамическая устойчивость определяется следующим образом:

Динамическая устойчивость — способность диода выдерживать высокие скорости коммутации di/dt и высокие напряжения в одно и тоже время.

Если диод имеет незначительную динамическую устойчивость, ограничивает di/dt IGBT или работает только с максимальным обратным выбросом тока, допускается увеличение потерь на переключение.

Источник