PCIM Asia—國際電力元件、可再生能源管理展覽會開幕。一直以來，PCIM Asia都是國內(nèi)外知名器件廠商發(fā)布新品及最新技術的首選平臺。在PCIM Asia上，瑞能半導體應用工程師張姍姍（Ella Zhang）就受邀在電力電子應用技術論壇上做了精彩的內(nèi)容分享。

作為PCIM Asia的主題論壇，受邀的精英級應用工程師在電力電子應用技術論壇上，以現(xiàn)場宣講的形式分享當前中國電力電子市場最新的研發(fā)產(chǎn)品和解決方案。瑞能半導體應用工程師張姍姍就帶來了《瑞能新一代軟恢復Gen5二極管介紹》的精彩演講。

瑞能半導體推出第五代軟恢復二極管Gen5 FRD，采用增強型的“摻鉑”工藝，最高結溫達175℃。在導通壓降VF和Qr之間得到很好的折中，著重優(yōu)化二極管反向恢復過程的性能，改善了二極管的軟特性，提升了二極管的軟恢復因子，降低反向恢復過程中的dir/dt，并減少二極管器件的振蕩和電壓應力。從而幫助客戶簡化系統(tǒng)EMI的設計。通過襯底摻雜濃度的優(yōu)化，極大的提高了二極管的雪崩承受能力（EAS），提高了魯棒性和可靠性。

PFC功率因數(shù)校正

PFC英文為“Power Factor Correction”，意思是“功率因數(shù)校正”，功率因數(shù)指的是有效功率與總耗電量（視在功率）之間的關系，也就是有效功率除以總耗電量（視在功率）的比值?；旧瞎β室驍?shù)（Power Factor，簡稱PF）可以衡量電力被有效利用的程度，當功率因數(shù)值越大，代表其電力利用率越高。消耗的無功功率越小，電力公司需要提供的視在功率值也越小。

功率因數(shù)校正器的架構

功率因數(shù)校正器的主要作用是讓電壓與電流的相位相同且使負載近似于電阻性，因此在電路設計上有很多種方法。其中依使用元件來分類，可分為被動式和主動式功因修正器兩種。被動式功因校正器在最好狀況下 PF 值也只能達到 70%，在嚴格的功因要求規(guī)范下并不適用。若要在全電壓范圍內(nèi)（90V~265Vac）且輕重載情況下都能達到 80%以上 PF 值，則主動式功率因數(shù)校正器是必要的選擇。

二極管軟恢復

除了開關損耗，所謂的軟恢復也是二極管一個比較有趣的概念，它代表了二極管的一種軟關斷特性，即二極管的反向恢復電流不是突然關斷的，也不會產(chǎn)生諧振。通常情況下，軟關斷特性由軟度因子RRSF（Reverse Recovery Softness Factor definition）來表示。瑞能半導體第五代軟恢復二極管Gen5 FRD，改善了二極管的軟特性，降低了反向恢復過程中的dir/dt，在低溫環(huán)境，小電流關斷亦保持很好的軟恢復特性。

Gen5 軟恢復二極管

如何實現(xiàn)更低的損耗，怎樣更好地平衡導通損耗和開關損耗，是所有半導體芯片設計專家竭盡所能的追求。下圖給出了600V軟恢復Gen5 FRD在25℃的IF-VF特性。其中BYC30X-600PS為瑞能半導體第五代軟恢復二極管Gen5 FRD，圖中同時給出了競品A和競品B，C的導通壓降，在30A的電流條件下，競品A，BYC30X-600PS和競品B，C的導通壓降分別為1.67V，2.13V，1.77V，2.17V。BYC30X-600PS 和競品A，B，C相比，導通壓降VF稍微略高于競品，著重優(yōu)化二極管的軟恢復。

下圖給出了600V軟恢管Gen5 FRD在125℃下的反向恢復特性。和競品B相比，BYC30X-600PS具有更好的反向恢復軟度。BYC30X-600PS和競品A相比具有類似的反向恢復軟度，但是其反向恢復的電荷更低。BYC30X-600PS具有更好的軟恢復特性，有助于降低電壓過充，減少高溫條件下反向恢復電流振蕩，簡化系統(tǒng)EMI設計。

EAS測試

EAS 表示二極管單脈沖雪崩能力，是二極管的重要參數(shù)之一。BYC30X-600PS的雪崩能力大大增加。這主要得益于芯片技術的改進，瑞能半導體第五代軟恢復二極管Gen5 FRD，通過襯底摻雜濃度的優(yōu)化，極大的提高了二極管抗雪崩沖擊能力，增加BYC30X-600PS的可靠性和魯棒性。

效率測試

我們搭建了一個Boost測試平臺，輸出功率為2000W，輸入電壓200VDC 輸出電壓 （VOUT） 為400VDC，開關頻率F=40KHz，測試是在25 ℃環(huán)境溫度。下圖給出了Boost 在40KHz開關頻率下?lián)p耗和效率對比。

在效率測試中，開關管采用IGBT，對應的開關頻率為40KHz，在對比測試中，除了更換測試用的快恢管，其他的條件均不變。我們測試了從800W，到2000W的輸出功率下的系統(tǒng)效率以及系統(tǒng)損耗。從上圖可以看出，和競品A，B，C相比，瑞能半導體的Gen5 FRD，BYC30X-600PS可以達到和競爭對手可以比擬的效率97.8%，損耗也和競爭對手水平相當。除此之外，Gen5 FRD二極管，在反向恢復的高柔軟度上有突出的表現(xiàn)。

瑞能Gen5 FRD軟恢復二極管器件

基于前面的討論，瑞能最新一代軟恢復Gen5 FRD二極管，在反向恢復的高柔軟度上有突出的表現(xiàn)，有助于降低電壓過充，減少高溫條件下反向恢復電流振蕩，簡化系統(tǒng)EMI設計。在通態(tài)壓降Vf和反向恢復Qr之間達到很好的折衷。通過設計和壽命控制的優(yōu)化，軟恢復管具有175℃的最大節(jié)溫；采用行業(yè)標準TO220封裝，這種類型是許多中小功率應用的首選，因為其靈活性，分立器件僅有一個Diode組成，使得可以構建任何類型的變流器拓撲。由于封裝簡單和大批量生產(chǎn)，所有產(chǎn)品均按照瑞能半導體高品質(zhì)標準進行測試，滿足工業(yè)應用要求，特別適合汽車充電樁，空調(diào)或電源等應用。

責任編輯：haq