تأثیر زمان بازیابی معکوس دیودها بر عملکرد دستگاه

1 ، نمای کلی از زمان بازیابی معکوس دیودها
زمان بازیابی معکوس یک دیود به زمان لازم برای تغییر دیود از حالت هدایت رو به جلو به حالت مسدود کننده معکوس اشاره دارد. این زمان شامل زمان ذخیره (TS) و زمان نزولی (TF) ، یعنی TR= ts+tf است. در طول زمان ذخیره ، جریان معکوس زیاد است و دیود کاملاً خاموش نشده است. زمان نزول زمانی است که جریان معکوس به تدریج به مقدار مشخص شده کاهش می یابد (معمولاً 0.1 برابر حداکثر جریان بازیابی معکوس).
زمان بازیابی معکوس در واقع ناشی از اثر ذخیره بار است. هنگامی که دیود در جهت رو به جلو انجام می شود ، بار در رابط محل اتصال PN جمع می شود و یک بار ذخیره شده را تشکیل می دهد. هنگامی که دیود نیاز به تغییر به حالت مسدود کننده معکوس دارد ، این هزینه های ذخیره شده باید تخلیه شوند تا دیود به طور کامل خاموش شود. بنابراین ، زمان بازیابی معکوس زمان لازم برای کاهش بار ذخیره شده است.
2 ، تأثیر زمان بازیابی معکوس بر عملکرد دستگاه
فرکانس کار محدود
زمان بازیابی معکوس یک دیود تأثیر قابل توجهی در فرکانس عملیاتی آن دارد. در مدارهای AC ، دیودها باید در هر چرخه تغییر حالت را از رو به جلو به معکوس انجام دهند. اگر زمان بازیابی معکوس بخش نسبتاً زیادی از کل چرخه را به خود اختصاص دهد ، در فرکانس های بالا ، دیود برای تکمیل سوئیچینگ حالت به طور مؤثر کافی نیست و در نتیجه عملکرد محدودی دارد.
به عنوان مثال ، در برنامه های اصلاح ، حالت ایده آل این است که زمان بازیابی معکوس دیود را بسیار کوتاه تر از چرخه عملیاتی آن کند. اگر زمان بازیابی معکوس خیلی طولانی باشد ، باعث می شود که دیود به طور عادی در فرکانس های زیاد عمل کند و از این طریق فرکانس عملکرد کل دستگاه را محدود کند.
تلفات سوئیچ را افزایش دهید
هرچه زمان بازیابی معکوس یک دیود طولانی تر باشد ، مدت زمان طولانی تر باعث می شود جریان برای یک دوره زمانی که از حالت رسانا به حالت مسدود کننده تغییر می کند ، در معکوس جریان یابد. این باعث می شود دیود ترانزیستور یا MOSFET متصل به سری قبل از خاموش شدن کامل ، شروع به کار کند و در نتیجه ضرر و زیان ایجاد شود. این نوع از دست دادن به ویژه در برنامه های منبع تغذیه حالت سوئیچ قابل توجه است.
تعویض تلفات نه تنها باعث کاهش بهره وری تجهیزات می شود بلکه تولید گرما آن را نیز افزایش می دهد ، که ممکن است منجر به مواردی مانند محافظت بیش از حد شود. بنابراین ، در برنامه هایی مانند منبع تغذیه سوئیچینگ ، باید به زمان بازیابی معکوس دیودها توجه ویژه ای شود و دیودهای با زمان بازیابی معکوس کوتاه تر باید برای کاهش تلفات سوئیچ انتخاب شوند.
بر تداخل الکترومغناطیسی (EMI) تأثیر می گذارد
در لحظه خاموش شدن دیود ، جریان در مدار نمی تواند بلافاصله متوقف شود. با توجه به وجود القاء ، این جریان ها به جریان خود ادامه می دهند و سعی می کنند مسیر اصلی خود را حفظ کنند و از این طریق سنبله های ولتاژ بالا در مدار شکل می گیرند. این سنبله های ولتاژ بالا می توانند باعث دخالت در سایر قسمت های مدار شوند که به عنوان تداخل الکترومغناطیسی (EMI) شناخته می شوند.
هرچه زمان بازیابی معکوس یک دیود طولانی تر باشد ، شکل موج نوسانات جریان پیچیده تر و تداخل الکترومغناطیسی شدیدتر است. بنابراین ، در مدارهای سوئیچ سرعت بالا- ، باید به تأثیر زمان بازیابی معکوس دیودها بر تداخل الکترومغناطیسی توجه ویژه ای شود. با بهینه سازی طرح مدار ، انتخاب دیودهای مناسب و کاهش فرکانس سوئیچینگ ، تداخل الکترومغناطیسی را می توان به طور مؤثر کاهش داد.
بر طراحی اتلاف گرما تأثیر می گذارد
با توجه به افزایش تلفات سوئیچینگ ناشی از زمان بازیابی معکوس ، افزایش دما دیود افزایش می یابد. در هنگام طراحی ، اقدامات اتلاف حرارت مناسب باید در نظر گرفته شود تا اطمینان حاصل شود که دیود می تواند به طور عادی در محدوده دمای مجاز کار کند. اگر طراحی اتلاف گرما نادرست باشد ، ممکن است باعث گرم شدن دیود و آسیب دیدن شود.
علاوه بر این ، زمان بازیابی معکوس همچنین می تواند بر پایداری حرارتی دیود تأثیر بگذارد. در شرایط درجه حرارت بالا ، ممکن است زمان بازیابی معکوس دیودها افزایش یابد ، بیشتر تلفات سوئیچ و مشکلات افزایش دما را تشدید می کند. بنابراین ، هنگام طراحی ، لازم است پایداری حرارتی دیود و تأثیر جامع اقدامات اتلاف گرما را در نظر بگیرید.
3 ، اقدامات برای بهینه سازی زمان بازیابی معکوس دیودها
دیود مناسب را انتخاب کنید
هنگام انتخاب دیود ، باید به پارامتر زمان بازیابی معکوس آن توجه ویژه ای شود. انتخاب دیودها با زمان بازیابی معکوس کوتاه تر بر اساس نیازهای خاص کاربردی و شرایط کار می تواند به طور موثری تلفات سوئیچینگ و تداخل الکترومغناطیسی را کاهش دهد.
طراحی مدار بهینه سازی
با بهینه سازی طراحی مدار ، می توان نوسان و سنبله های ولتاژ دیودها را در طی فرآیند تعویض کاهش داد و در نتیجه باعث کاهش تداخل الکترومغناطیسی و ضرر سوئیچینگ شد. به عنوان مثال ، شکل موج فعلی می تواند صاف شود و سنبله های ولتاژ با اضافه کردن اجزای مانند سلف و خازن قابل کاهش است.
فرکانس سوئیچینگ را کاهش دهید
در صورت مجاز بودن ، کاهش فرکانس سوئیچینگ می تواند به طور موثری تعداد سوئیچ های دیود و ضرر سوئیچینگ را کاهش دهد. با این حال ، باید توجه داشت که کاهش فرکانس سوئیچینگ ممکن است بر عملکرد کلی و کارایی دستگاه تأثیر بگذارد. بنابراین ، یک تجارت-} خاموش بین عملکرد و کارآیی ایجاد می شود.
طراحی اتلاف گرما را تقویت کنید
برای اطمینان از اینکه دیود می تواند به طور عادی در محدوده دمای مجاز کار کند ، لازم است تا طراحی اتلاف گرما تقویت شود. با افزودن اجزای مانند غرق گرما و فن ها می توان راندمان اتلاف گرما را بهبود بخشید و در نتیجه باعث افزایش دما و تغییر ضررهای دیودها شود.

https://www.trsemicon.com/diode/smd {2 }Diode/tvs {3 }Diode {4 }Smbj5-0a.html