ผลกระทบของเวลาพักฟื้นย้อนกลับของไดโอดต่อประสิทธิภาพของอุปกรณ์
ฝากข้อความ
1 ภาพรวมของเวลาการกู้คืนย้อนกลับของไดโอด
เวลาการกู้คืนย้อนกลับของไดโอดหมายถึงเวลาที่จำเป็นสำหรับไดโอดเพื่อเปลี่ยนจากสถานะการดำเนินการไปข้างหน้าเป็นสถานะการบล็อกย้อนกลับ เวลานี้รวมถึงเวลาจัดเก็บ (TS) และเวลาสืบเชื้อสาย (TF) เช่น tr=ts+tf ในช่วงเวลาการจัดเก็บกระแสย้อนกลับยังคงสูงและไดโอดไม่ได้ปิดอย่างสมบูรณ์ เวลาสืบเชื้อสายคือเวลาที่กระแสย้อนกลับจะค่อยๆลดลงเป็นค่าที่ระบุ (โดยปกติ 0.1 เท่าของกระแสการกู้คืนย้อนกลับสูงสุด)
เวลากู้คืนย้อนกลับเกิดจากเอฟเฟกต์การเก็บประจุ เมื่อไดโอดดำเนินการในทิศทางไปข้างหน้าค่าใช้จ่ายที่อินเตอร์เฟสทางแยก PN จะสะสมค่าใช้จ่ายที่เก็บไว้ เมื่อไดโอดต้องการเปลี่ยนไปใช้สถานะการบล็อกย้อนกลับค่าใช้จ่ายที่เก็บไว้เหล่านี้จะต้องหมดลงเพื่อให้ไดโอดปิดอย่างสมบูรณ์ ดังนั้นเวลาการกู้คืนย้อนกลับคือเวลาที่จำเป็นสำหรับค่าใช้จ่ายที่เก็บไว้จะหมดลง
2 ผลกระทบของเวลาการกู้คืนแบบย้อนกลับต่อประสิทธิภาพของอุปกรณ์
จำกัด ความถี่ในการทำงาน
เวลาพักฟื้นย้อนกลับของไดโอดมีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อความถี่ในการทำงาน ในวงจร AC ไดโอดจำเป็นต้องเปลี่ยนสถานะจากไปข้างหน้าเพื่อย้อนกลับภายในแต่ละรอบ หากเวลาในการกู้คืนย้อนกลับมีสัดส่วนที่ค่อนข้างใหญ่ของรอบทั้งหมดจากนั้นที่ความถี่สูงไดโอดไม่เพียงพอที่จะเปลี่ยนสถานะให้เสร็จสมบูรณ์ได้อย่างมีประสิทธิภาพส่งผลให้ประสิทธิภาพ จำกัด
ตัวอย่างเช่นในแอปพลิเคชันการแก้ไขสถานะในอุดมคติคือการทำให้เวลาการกู้คืนย้อนกลับของไดโอดสั้นกว่ารอบการทำงานมาก หากเวลาการกู้คืนย้อนกลับยาวเกินไปมันจะทำให้ไดโอดล้มเหลวในการทำงานตามปกติที่ความถี่สูงดังนั้นจึง จำกัด ความถี่ในการทำงานของอุปกรณ์ทั้งหมด
เพิ่มการสูญเสียสวิตช์
ยิ่งเวลากู้คืนย้อนกลับยาวขึ้นของไดโอดยิ่งนานก็จะช่วยให้กระแสไหลกลับมาเป็นระยะเวลาหนึ่งเมื่อเปลี่ยนจากสถานะที่นำไปสู่สถานะการปิดกั้น สิ่งนี้จะทำให้ไดโอดของทรานซิสเตอร์หรือ MOSFET เชื่อมต่อเป็นอนุกรมเพื่อเริ่มต้นดำเนินการก่อนที่จะปิดอย่างสมบูรณ์ทำให้เกิดการสูญเสีย การสูญเสียประเภทนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งในแอพพลิเคชั่นแหล่งจ่ายไฟโหมดสวิตช์
การสลับการสูญเสียไม่เพียง แต่ลดประสิทธิภาพของอุปกรณ์ แต่ยังเพิ่มการสร้างความร้อนซึ่งอาจนำไปสู่ปัญหาต่าง ๆ เช่นการป้องกันความร้อนสูงเกินไป ดังนั้นในแอปพลิเคชันเช่นแหล่งจ่ายไฟการสลับควรให้ความสนใจเป็นพิเศษกับเวลาการกู้คืนแบบย้อนกลับของไดโอดและไดโอดที่มีเวลาพักฟื้นย้อนกลับที่สั้นลงควรเลือกเพื่อลดการสูญเสียการสลับ
ส่งผลกระทบต่อสัญญาณรบกวนแม่เหล็กไฟฟ้า (EMI)
ในขณะที่ไดโอดถูกปิดกระแสในวงจรไม่สามารถหยุดได้ทันที เนื่องจากการปรากฏตัวของการเหนี่ยวนำกระแสน้ำเหล่านี้จะยังคงไหลและพยายามรักษาเส้นทางดั้งเดิมของพวกเขาจึงสร้างแรงดันไฟฟ้าแรงสูงในวงจร แรงดันไฟฟ้าสูงเหล่านี้อาจทำให้เกิดการรบกวนส่วนอื่น ๆ ของวงจรหรือที่เรียกว่าสัญญาณรบกวนแม่เหล็กไฟฟ้า (EMI)
ยิ่งเวลาพักฟื้นย้อนกลับของไดโอดนานเท่าใดก็ยิ่งสร้างคลื่นความผันผวนในปัจจุบันมากขึ้นและการรบกวนคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่รุนแรงยิ่งขึ้น ดังนั้นในวงจรสวิตช์ความเร็วสูง - ควรให้ความสนใจเป็นพิเศษกับผลกระทบของเวลาการกู้คืนแบบย้อนกลับของไดโอดต่อสัญญาณรบกวนแม่เหล็กไฟฟ้า โดยการปรับเค้าโครงวงจรให้เหมาะสมการเลือกไดโอดที่เหมาะสมและลดความถี่การสลับการรบกวนแม่เหล็กไฟฟ้าสามารถลดลงได้อย่างมีประสิทธิภาพ
ส่งผลกระทบต่อการออกแบบการกระจายความร้อน
เนื่องจากการสูญเสียการสลับที่เพิ่มขึ้นที่เกิดจากเวลาพักฟื้นย้อนกลับอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นของไดโอดเพิ่มขึ้น เมื่อออกแบบมาตรการการกระจายความร้อนที่เหมาะสมจะต้องได้รับการพิจารณาเพื่อให้แน่ใจว่าไดโอดสามารถทำงานได้ตามปกติภายในช่วงอุณหภูมิที่อนุญาต หากการออกแบบการกระจายความร้อนไม่เหมาะสมอาจทำให้ไดโอดร้อนเกินไปและได้รับความเสียหาย
นอกจากนี้เวลาพักฟื้นย้อนกลับอาจส่งผลกระทบต่อความเสถียรทางความร้อนของไดโอด ภายใต้สภาวะอุณหภูมิสูงเวลาในการกู้คืนแบบย้อนกลับของไดโอดอาจเพิ่มขึ้น ดังนั้นเมื่อออกแบบจำเป็นต้องพิจารณาเสถียรภาพทางความร้อนของไดโอดและผลที่ครอบคลุมของมาตรการกระจายความร้อน
3, มาตรการในการเพิ่มประสิทธิภาพเวลาการกู้คืนแบบย้อนกลับของไดโอด
เลือกไดโอดที่เหมาะสม
เมื่อเลือกไดโอดควรให้ความสนใจเป็นพิเศษกับพารามิเตอร์เวลากู้คืนย้อนกลับ การเลือกไดโอดที่มีเวลาพักฟื้นย้อนกลับที่สั้นลงตามข้อกำหนดของแอปพลิเคชันเฉพาะและสภาพการทำงานสามารถลดการสูญเสียการสลับและการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้าได้อย่างมีประสิทธิภาพ
ปรับการออกแบบวงจรให้เหมาะสม
โดยการปรับการออกแบบวงจรให้เหมาะสมเป็นไปได้ที่จะลดการแกว่งและแรงดันไฟฟ้าของไดโอดในระหว่างกระบวนการสลับซึ่งจะช่วยลดการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้าและการสูญเสียการสลับ ตัวอย่างเช่นรูปคลื่นในปัจจุบันสามารถทำให้ราบรื่นและแรงดันไฟฟ้าสามารถลดลงได้โดยการเพิ่มส่วนประกอบเช่นตัวเหนี่ยวนำและตัวเก็บประจุ
ลดความถี่การสลับ
หากได้รับอนุญาตการลดความถี่การสลับสามารถลดจำนวนสวิตช์ไดโอดและการสูญเสียการสลับได้อย่างมีประสิทธิภาพ อย่างไรก็ตามควรสังเกตว่าการลดความถี่การสลับอาจส่งผลกระทบต่อประสิทธิภาพโดยรวมและประสิทธิภาพของอุปกรณ์ ดังนั้นการค้า - จะต้องทำระหว่างประสิทธิภาพและประสิทธิภาพ
เสริมสร้างการออกแบบการกระจายความร้อน
เพื่อให้แน่ใจว่าไดโอดสามารถทำงานได้ตามปกติภายในช่วงอุณหภูมิที่อนุญาตจึงจำเป็นต้องเสริมสร้างการออกแบบการกระจายความร้อน ประสิทธิภาพการกระจายความร้อนสามารถปรับปรุงได้โดยการเพิ่มส่วนประกอบต่าง ๆ เช่นอ่างล้างจานความร้อนและพัดลมซึ่งจะช่วยลดการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิและการสลับการสูญเสียของไดโอด
