快速功率二极管正反向恢复特性仿真研究

在国内外电力电子领域对功率二极管模型研究成果的基础上,利用计算机仿真技术,从数学物理模型和电路模型两方面,对快速功率二极管的反向恢复特性进行了较深入的研究,获得了可正确描述正反向恢复过程的功率二极管仿真模型.该模型克服了标准二极管模型完全忽视正向恢复效应,对二极管反向恢复现象的模拟也会产生错误振荡的缺陷,因此具有较好的现实意义.     

大功率变换器中快恢复二极管复合模型研究

以大功率变换器中的快恢复二极管(FRD)为研究对象,有效利用物理模型和功能模型的优点,提出一种新的FRD复合模型。在集总电荷模型基础上增加电流过渡阶段和拖尾电流阶段,精确描述反向恢复过程;正向恢复过程考虑器件引线所产生的电感效应,完善暂态正向过电压。模型在Matlab软件中实现,仿真结果与器件技术手册参数数据、测试波形的对比表明该模型能精确描述FRD开关暂态特性。     

考虑二极管非理想特性的中点钳位三电平电路的分析

功率二极管非理想特性表现为较高的正向恢复电压与反向恢复电流。本文在分析二极管非理想特性产生机理的基础上,研究了功率二极管在中点钳位(NPC)三电平电路中不同工作状态下的瞬态行为及其对三电平电路主开关管工作性能的影响。通过Saber仿真软件建立了具有正向与反向恢复特性的二极管功能模型,并通过NPC三电平电路的仿真,验证了该模型对于定量分析三电平电路是可行的。实验结果进一步证明了理论分析与仿真分析的正确性。     

快恢复、超快恢复二极管外形及检测

<正>快恢复、超快恢复二极管是近年来的新型半导体器件,具有开关特性好。反向恢复时间短、正向电流大、体积小、安装简便等优点。超快恢复二极管,则是在快恢复二极管基础上发展研制成的,其反向恢复时间值已接近于肖特基二极管的指标。     

双基区结构快速软恢复二极管特性研究

为研究引入缓冲层的双基区结构对功率二极管反向恢复特性的改善作用,本文定量地讨论了缓冲层厚度和表面浓度对二极管的反向恢复时间、软度因子以及正向压降的影响。依据双基区结构设计须满足的条件,建立了双基区结构二极管模型,模型仿真结果表明缓冲层的厚度越小或者缓冲层表面浓度越高,二极管的软度因子越大,反向恢复时间越长,这是由缓冲层浓度梯度的影响引起的。结合具体工程项目的参数要求,即二极管反向恢复时间trr≤250ns,反向阻断电压VB≥1 000V,正向压降VF≤1V,给出了缓冲层厚度和表面浓度的最优值,即缓冲层厚度为70?m,表面浓度为1×1017cm?3。通过样品试制与特性检测实验,证明了双基区结构二极管的软恢复特性。     

IGCT-MMC中二极管反向恢复特性分析与测试

二极管的反向恢复特性在IGCT-MMC中起着重要的作用.首先介绍快恢复二极管的反向恢复特性,然后在IGCT-MMC拓扑中介绍快恢复二极管的开关行为,最后搭建适用于IGCT-MMC测试的双脉冲实验平台,并对比了3种商业化快恢复二极管产品的反向恢复特性.最终的测试结果表明,快恢复二极管的反向恢复峰值电流和功率与di/dt呈...     

反激变换器中RCD箝位电路的分析与设计

着重考虑现有文献中被忽略的因素,如箝位二极管正、反向恢复特性和副边漏感Ls对RCD参数设计的影响等,分析了二极管的正向恢复对开关管电压尖峰的影响、反向恢复对RCD箝位电路损耗和参数设计的影响,揭示出副边漏感与原边漏感一样会增加RCD箝位电路吸收的能量,并进行了量化分析。综合考虑了二极管正向恢复特性、反向恢复特性以及副边漏感对RCD箝位电路的影响,在现有RCD参数设计方法的基础上,提出了修正后的RCD参数设计方法。仿真和实验结果验证了理论分析的正确性和设计方法的可行性。     

介绍几种快恢复二极管

快恢复二极管(FRD)、超快恢复二极管(SRD)和肖特基二极管(SBD)是极有发展前途的电力、电子半导体器件。它们具有开关特性好、反向恢复时间短、正向电流大,体积较小、安装简便等优点。可广泛用于开关电源、脉宽调制器(PWM)、不间断电源(UPS)、高频加热、交流电机变频调速等领域,作高频、大电流的续流二极管或整流管。下面介绍它们的性能特点及检测方法。一、性能特点 1.反向恢复时间t_(rr) 反向恢复时间t_(rr)的定义是:电流通过零点由正向转换成反向,再由反向转换到规定低值的时间间隔。它     

零电压零电流转换软开关技术中二极管反向恢复的影响

采用谐振极型零电压零电流软开关技术(zero-voltage/zero-current transition,ZVZCT)旨在消除功率器件的开关损耗,但实际上在软开关谐振换流过程中会引入多次额外的二极管反向恢复过程,产生额外的损耗。由于软开关换流过程中的特殊性,采用一般的方法难以对反向恢复过程中的损耗进行评估和计算,给ZVZCT软开关设计带来了困难。该文在考虑二极管反向恢复过程的基础上,详细介绍了ZVZCT软开关技术的换流过程。通过引入二极管载流子寿命以及电荷控制方程,提出了一种适用于软开关换流条件下的二极管反向恢复损耗模型。最后,通过软开关组件的双脉冲实验验证了该二极管反向恢复损耗模型的正确性。研究表明,采用ZVZCT技术的软开关设备的开关损耗与开关器件的二极管反向恢复特性直接相关。     

高压大功率晶闸管反向恢复特性动态模型

晶闸管反向恢复过程模型的精确性,对以晶闸管为开关器件的电力电子设备的电气性能研究和设计具有重要影响。在分析晶闸管阻断恢复过程中载流子运动特性和PN结变化规律的基础上,结合晶闸管实际工作电路,提出了用描述动植物自然生长过程的Logistic曲线来建立晶闸管反向恢复过程的非线性电阻模型,弥补了传统的晶闸管反向恢复电流指数模型和双曲正割模型的不足。仿真与实验结果的对比证明了所提模型的正确性和精确性。     

用于传导EMI仿真的二极管高频模型的研究

阐述了一种能够仿真PIN二极管传导EMI的高频模型。该模型全面考虑了二极管的正向恢复、端区复合以及空间电荷区边界移动效应,并且利用Saber的MAST语言得以实现。仿真和实验结果的比较也证明了该模型的正确性和准确性。     

三电平移相全桥变换器整流二极管RC吸收参数多目标优化设计

传统的整流二极管RC吸收参数设计基于谐振等效电路,不能精确刻画二极管反向恢复过程,RC参数难以优化.为此,基于大功率PIN二极管集总电荷模型,采用多目标优化设计RC吸收电路参数.首先,根据三电平移相全桥变换器拓扑结构及调制方式,分析了RC参数对整流二极管反向电压尖峰的影响规律.其次,基于大功率PIN二极管的集总电荷模型...     

大功率晶闸管功能性子电路模型及其应用

为了获得可移植性强的大功率晶闸管子电路模型,采用功能建模法构建了一种基于MATLAB/Simulink的大功率晶闸管功能性子电路模型。该模型依据器件主要的动、静态特性搭建了4个功能电路和模块,并采用条件转移语句建立了简单的控制律,简化了模型结构,同时利用阻容电路改进了触发电路,最后采用带二极管的RLC电路产生模拟的反向恢复电流。将模型应用到矿井电网的大功率TCR系统的仿真分析中,得到了不同触发角时的动、静态过程的波形。仿真结果表明该模型能够准确描述晶闸管主要的动、静态特性,从而弥补了PSPICE模型和MATLAB工具箱中模型的不足。     

SiC肖特基二极管在升压斩波电路中的应用分析

对碳化硅(SiC)肖特基二极管(SBD)在升压斩波电路中的应用进行了深入研究.实验中分别对普通Si二极管和SiC SBD进行了比较,结果表明,SiC二极管具有良好的动态特性,其反向恢复电流约为普通Si二极管的1/4,同时对IGBT开通时的电流过冲有很好的抑制作用.此外,对载流子寿命对二极管反向恢复的影响进行了仿真分析,...     

PIN二极管的PSPICE子电路模型

提出了一种PIN二极管的PSPICE子电路模型。该模型同时考虑了二极管的反向恢复、端区复合以及空间电荷区边界移动效应。能更精确地模拟PIN二极管的开关特性。仿真结果证明了该模型的正确性和准确性。     

一种微观-宏观相结合的晶闸管PSPICE模型

提出了一个实用的晶闸管ＰＳＰＩＣＥ模型。利用Ｈａｍｍｅｒｓｔｅｉｎ方法构造模型,并且综合 器件的内部物理过程和其外部特性。该模型能够较为准确地描述晶闸管的正,反向恢复过程,可用于以晶闸管为开关器件的电力电子系统的暂态过程仿真,模型参数可以方便地从产品手册和实验数据中得到。     

采用缓冲层结构的软恢复二极管研究

介绍了一种采用缓冲基区结构的快速软恢复二极管。二极管基区由传统的轻掺杂衬底基区N^-与扩散形成的较重掺杂的N区(缓冲基区)两部分组成。实验结果表明，该二极管不仅具有传统PIN二极管的高电压、低压降特性，而且反向恢复软度因子提高到了1．0左右，大约是传统的电子辐照PIN二极管的3倍。     

基于集总电荷的PIN二极管反向恢复模型

以MUR8100PIN二极管为对象,研究了PIN二极管模型参数抽取的试验方法和试验手段。在小电压等级下,利用试验抽取的二极管模型参数建立其反向恢复模型,并用仿真软件Saber验证了模型的正确性。最后,分析了影响模型精度的近似条件和物理效应。