第1部分：體二極管反向恢復(fù)

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作為電源工程師，我們能夠回憶起第一次接觸到理想化的降壓和升壓功率級(jí)的場(chǎng)景。還記得電壓和電流波形是多么的漂亮和簡(jiǎn)單（圖1），以及平均電流的計(jì)算是多么地輕松，并且確定與輸入和輸出相關(guān)的傳遞函數(shù)也輕而易舉？

圖1：理想化的降壓與升壓功率級(jí)：這些圖看起來真是太棒了！

當(dāng)我們對(duì)于用實(shí)際組件來實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換器有更加深入的了解時(shí)，這個(gè)波形變得復(fù)雜了很多。不斷困擾開關(guān)轉(zhuǎn)換器的一個(gè)特別明顯的非理想狀態(tài)就是同步降壓或升壓轉(zhuǎn)換器內(nèi)所使用的MOSFET體二極管的反向恢復(fù)。氮化鎵—GaN器件不會(huì)表現(xiàn)出反向恢復(fù)特性，并因此避免了損耗和其它相關(guān)問題。借助于我的LMG5200和一個(gè)差不多的基于硅FET的TPS40170EVM-597，我將開始在24V至5V/4A電源轉(zhuǎn)換器中測(cè)量反向恢復(fù)。

反向恢復(fù)—到底是個(gè)啥東西？

一個(gè)二極管中的反向恢復(fù)就是當(dāng)反向電壓被施加到端子上時(shí)流經(jīng)二極管的反向電流（錯(cuò)誤方向?。ㄕ?qǐng)見圖2）。二極管中有儲(chǔ)存的電荷，這些電荷必須在二極管能夠阻斷反向電壓前重新組合。這個(gè)重新組合是溫度、正向電流、Ifwd、電流的di/dt，以及其它因數(shù)的函數(shù)。

圖2：反向恢復(fù)電流波形

恢復(fù)的電荷，Qrr，被分為兩個(gè)分量：恢復(fù)之前的Qa和恢復(fù)之后的Qb—二極管在此時(shí)開始支持反向電壓—請(qǐng)見圖3。你也許見過Qb與Qa一樣的軟恢復(fù)，這樣的話，di/dt比較慢，或者說，你見過Qb很小，而di/dt很高的“活躍”二極管。當(dāng)di/dt很高時(shí)（由二極管急變引起），橋式功率環(huán)路中寄生電感的響應(yīng)方式是把它們儲(chǔ)存的電能傾倒到寄生節(jié)點(diǎn)電容中；電壓振鈴會(huì)由于二階響應(yīng)而出現(xiàn)。這也是將輸入功率級(jí)旁路電容器放置在輸入級(jí)附近的原因。由于環(huán)路中用于快速恢復(fù)的電感較少，由寄生電容導(dǎo)致電壓振鈴的電能較少。

圖3：已恢復(fù)的電荷

我用常規(guī)的方法來計(jì)算反向恢復(fù)損耗：我使用的是數(shù)據(jù)表中的Qrr額定值，并將其乘以頻率和輸入電壓（如果是降壓轉(zhuǎn)換器）或輸出電壓（如果是升壓轉(zhuǎn)換器）。二極管或MOSFET數(shù)據(jù)表通常指定一個(gè)反向恢復(fù)時(shí)間和一個(gè)反向恢復(fù)電荷。例如，CSD18563Q5A指定了一個(gè)49ns的反向恢復(fù)時(shí)間，trr，以及一個(gè)63nC的Qrr。方程式1計(jì)算在一個(gè)300kHz，24V->5V降壓轉(zhuǎn)換器中，由Qrr所導(dǎo)致的損耗一階估算值：

Qrr損耗 ~24V * 300kHz * 63nC = 454mW?????????????? ??????????????? (1)

請(qǐng)注意！Qrr通常是25°C溫度下，針對(duì)特定Ifwd和di/dt的額定值。實(shí)際Qrr會(huì)在結(jié)溫上升時(shí)，比如說125°C時(shí)加倍（或者更多）。di/dt和初始電流都會(huì)有影響（更高或更低）。對(duì)于活躍型二極管，這個(gè)功率的大部分在上部開關(guān)內(nèi)被耗散。對(duì)于軟恢復(fù)二極管，這個(gè)功率在上部開關(guān)和體二極管之間分離開來。如果di/dt和Ifwd條件與我的應(yīng)用相類似，我將25°C溫度下?lián)p耗的2倍作為與恢復(fù)相關(guān)損耗的估算值。

那么，你打算拿這些損耗怎么辦呢？實(shí)際電路中，由反向恢復(fù)導(dǎo)致的真實(shí)峰值電流是多少？你也許嘗試用一個(gè)SPICE工具來仿真恢復(fù)，不過我還未在SPICE社區(qū)內(nèi)發(fā)現(xiàn)比較好的針對(duì)二極管恢復(fù)的模型。圖4顯示的是一個(gè)TINA-TI? 仿真的結(jié)果；我用我們的24V/5V降壓轉(zhuǎn)換器的TPS40170產(chǎn)品文件夾對(duì)這個(gè)仿真進(jìn)行了修改，從而顯示出頂部開關(guān)內(nèi)的開關(guān)節(jié)點(diǎn)電壓 (SW) 和電流（負(fù)載電流加上反向恢復(fù)電流，以及用一個(gè)10mΩ分流電阻器感測(cè)到的開關(guān)節(jié)點(diǎn)電容電流）。

圖4：TINA-TI? 仿真：TPS540170

注意到大約5A的峰值紋波電路，以及5A峰值反向恢復(fù)電流加上開關(guān)節(jié)點(diǎn)電容充電電流。我運(yùn)行了這個(gè)仿真，并且將溫度從27°C增加至125°C—峰值恢復(fù)電流沒有增加—并且看起來好像SPICE沒有對(duì)這個(gè)恢復(fù)進(jìn)行正確建模。

在本系列的第2部分，我將詳細(xì)介紹在真實(shí)電路中測(cè)量反向恢復(fù)的方法，然后將一個(gè)基于MOSFET的標(biāo)準(zhǔn)同步降壓轉(zhuǎn)換器與全新的LMG5200進(jìn)行比較。

其它資源：

了解LMG5200的用戶友好界面
學(xué)習(xí)具有GaN半橋功率級(jí)EVM的用戶指南
挖掘研究更多的GaN博客

原文鏈接：

https://e2e.ti.com/blogs_/b/powerhouse/archive/2015/10/28/gan-to-the-rescue-part-1-body-diode-reverse-recovery

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二極管(160828) 二極管(160828)
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2023-09-16 10:36:33

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2023-09-14 18:52:16

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2023-09-14 18:47:08

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2023-09-14 18:29:32

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2023-09-14 18:20:33

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2023-09-14 18:09:53

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2023-09-13 18:27:33

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2023-09-13 18:23:11

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2023-09-13 17:40:52

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2023-09-13 12:56:20

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2023-09-13 12:54:08

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2023-09-12 19:39:05

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2023-09-12 19:07:24

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2023-09-12 19:03:04

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2023-09-12 18:58:30

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2023-09-12 17:29:31

RS1D SMA 貼片快恢復(fù)二極管 DO-214AC

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2023-09-12 17:25:55

RS1G SMA 貼片快恢復(fù)二極管 DO-214AC

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2023-09-12 17:11:12

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2023-09-12 17:06:05

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2023-09-12 17:03:23

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2023-09-12 15:45:53

US2M SMA 貼片快恢復(fù)二極管 DO-214AC

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2023-09-12 15:30:08

US1J SMA 貼片快恢復(fù)二極管 DO-214AC

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2023-09-12 15:26:22

US1G SMA 貼片快恢復(fù)二極管 DO-214AC

US1G超快恢復(fù)二極管 原廠直銷，歡迎咨詢洽談?dòng)嗁?gòu)！產(chǎn)品類型：快恢復(fù)二極管封裝形式：SMA(DO-214AC)反向電壓（最大值）：400V正向電流（最大值）：1A壓降（VF）：1.3V最大反向恢復(fù)時(shí)間：50ns工作溫度：-55°C~+150°C@（Tj)

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2023-09-12 14:38:55

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2023-09-11 12:49:38

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2023-09-11 12:43:45

ES1J SMA 貼片超快恢復(fù)二極管 DO-214AC

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2023-09-11 12:38:51

ES1D SMA 貼片超快恢復(fù)二極管 DO-214AC

ES1D超快恢復(fù)二極管 原廠直銷，歡迎咨詢洽談?dòng)嗁?gòu)！產(chǎn)品類型：超快恢復(fù)二極管封裝形式：SMA(DO-214AC)反向電壓（最大值）：200V正向電流（最大值）：1A壓降（VF）：0.95V最大反向恢復(fù)時(shí)間：35ns工作溫度：-55°C~+150°C@（Tj)

2023-09-11 12:34:51

二極管電流方向

　　二極管的電流方向是從正極流向負(fù)極。　　就是從二極管PN結(jié)的P區(qū)流向N區(qū)，在電路圖中，二極管“三角形”所指示的方向就是它的正向電流方向。發(fā)光二極管的電流方向與電路的電流方向是一致的。并不矛盾

2023-09-06 17:37:23

igbt反向并聯(lián)二極管作用

和應(yīng)用。一、作用 IGBT反向并聯(lián)二極管可以向后置之間的電流流經(jīng)IGBT，從而降低二極管的電壓下降和反向恢復(fù)電阻。IGBT是一種具有高電壓和高電流承受能力的開關(guān)器件，但在應(yīng)用中，由于其內(nèi)部電容和反向恢復(fù)時(shí)間較長(zhǎng)，因此可能會(huì)出現(xiàn)延遲關(guān)斷和過電壓等問

2023-08-29 10:32:24

3491

肖特基二極管反向恢復(fù)時(shí)間如何理解

肖特基二極管的反向恢復(fù)時(shí)間表示的是從正向?qū)顟B(tài)切換到反向截止?fàn)顟B(tài)時(shí)所需的時(shí)間。它是指當(dāng)肖特基二極管從正向?qū)ǖ?b class="flag-6" style="color: red">反向截止時(shí)，電流停止流動(dòng)，并且由于電荷存儲(chǔ)效應(yīng)而需要一定的時(shí)間才能完全恢復(fù)到截止?fàn)顟B(tài)的時(shí)間。肖特基二極管是一種特殊構(gòu)造的二極管，具有快速開關(guān)速度和低反向恢復(fù)時(shí)間的特點(diǎn)。

2023-08-24 15:45:11

1711

一文詳解二極管的反向恢復(fù)時(shí)間

我們都知道，在理想情況下，給二極管施加正向電壓，二極管導(dǎo)通，給二極管施加反向電壓二極管截止，實(shí)際上真的如此嗎？下面來詳細(xì)介紹一下。

2023-08-15 16:05:51

1610

1N4148、1N4007和1N5819二極管之間的區(qū)別是什么？

？　　2.續(xù)流二極管的電流是多少？看看DS手冊(cè)，不要燒壞它。　　3.續(xù)流二極管的電壓有多高？看看DS手冊(cè)，不要破壞它。　　結(jié)論　　1N4148：100V反向耐壓，150mA平均正向電流，非常適合

2023-07-31 16:07:44

CPW6-1200-Z050A是一款二極管

實(shí)施到任何定制模塊設(shè)計(jì)中。較低的正向電壓、較小的反向漏電流、零反向恢復(fù)和高熱導(dǎo)率使該肖特基二極管非常適合高頻開關(guān)應(yīng)用。特征1200 伏肖特基

2023-07-31 10:15:57

#硬聲創(chuàng)作季電子知識(shí) 快恢復(fù)二極管和普通二極管的區(qū)別。

二極管

Mr_haohao發(fā)布于 2023-07-24 19:42:52

1N4148 系列高速二極管反向恢復(fù)時(shí)間測(cè)試儀

一概述 DI-1nS-1n4148 可以測(cè)試反向恢復(fù)時(shí)間小于 350nS 的信號(hào)二極管，精度 0.1nS，尤其擅長(zhǎng)測(cè) 試反向恢復(fù)時(shí)間小于 6nS 的高速信號(hào)二極管。儀器采用

2023-07-11 11:43:47

K課堂丨超快恢復(fù)二極管的反向恢復(fù)過程

超快恢復(fù)二極管是一種具有開關(guān)特性好、反向恢復(fù)時(shí)間超短的半導(dǎo)體二極管，常用來給高頻逆變裝置的開關(guān)器件作續(xù)流、吸收、箝位、隔離、輸出和輸入整流器，使開關(guān)器件的功能得到充分發(fā)揮。超快恢復(fù)二極管是用電設(shè)備

2023-07-08 10:08:33

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二極管的反向恢復(fù)時(shí)間

二極管

YS YYDS發(fā)布于 2023-07-07 19:52:49

富捷快恢復(fù)二極管詳細(xì)應(yīng)用于介紹

快恢復(fù)二極管（Fast Recovery Diode）是一種特殊設(shè)計(jì)的二極管，用于高頻開關(guān)電路和高速電源開關(guān)應(yīng)用中。它具有快速恢復(fù)時(shí)間和低反向恢復(fù)電荷，能夠在開關(guān)過程中迅速地恢復(fù)到截止?fàn)顟B(tài)，并具有

2023-06-24 13:41:55

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GeneSiC的1200V SiC肖特基二極管可實(shí)現(xiàn)更快的開關(guān)瞬變

從其他制造商和快速回收硅二極管(fred)。肖特基二極管，不像PIN整流器是多數(shù)載流子器件，因此沒有少數(shù)載流子在正向工作模式期間存儲(chǔ)在漂移層中，導(dǎo)致零反向恢復(fù)電流(歸因于儲(chǔ)存的電荷)。然而，更薄和更重

2023-06-16 11:42:39

麗智芯片肖特基二極管-阻容1號(hào)

的主要特點(diǎn)包括高頻特性好、低反向漏電流、低正向壓降、長(zhǎng)期可靠性好等。在電路中使用肖特基二極管需要根據(jù)具體應(yīng)用場(chǎng)合和用途來選擇器件的封裝、電性能以及參數(shù)等。 1.產(chǎn)品結(jié)構(gòu)Product Structure

2023-05-23 14:47:57

n-mos管截止如果在s-d之間加上正向電壓，體二極管會(huì)不會(huì)導(dǎo)通？

n-mos管截止如果在s-d之間加上正向電壓，體二極管會(huì)不會(huì)導(dǎo)通？

2023-05-16 14:30:44

如何選擇開關(guān)電源次級(jí)輸出的整流二極管的反向恢復(fù)時(shí)間？

如何選擇開關(guān)電源次級(jí)輸出的整流二極管的反向恢復(fù)時(shí)間？

2023-05-15 17:47:45

二極管單向?qū)щ娛侵鸽娏髦荒軓?b class="flag-6" style="color: red">二極管一端流出嗎？

二極管單向?qū)щ娛侵鸽娏髦荒軓?b class="flag-6" style="color: red">二極管一端流出嗎？單向?qū)щ姷挠猛臼鞘裁茨兀?

2023-05-05 09:49:20

正向整流二極管和反向整流二極管作用是否一樣呢？

正向整流二極管和反向整流二極管作用是否一樣呢？

2023-05-05 09:46:10

瞬變抑制二極管的特性參數(shù)

或等于其最大反向漏電流ID。 ②最小擊穿電壓VBR和擊穿電流IR VBR是瞬變二極管最小的雪崩電壓。25℃時(shí)，在這個(gè)電壓之前，瞬變二極管是不導(dǎo)通的。當(dāng)瞬變二極管流過規(guī)定的1mA電流（IR）時(shí)，加入瞬

2023-04-25 16:58:23

為什么普通整流二極管都沒標(biāo)反向恢復(fù)時(shí)間？

為什么普通整流二極管都沒標(biāo)反向恢復(fù)時(shí)間？

2023-04-20 16:43:24

如何選擇開關(guān)電源次級(jí)輸出的整流二極管的反向恢復(fù)時(shí)間？

如何選擇開關(guān)電源次級(jí)輸出的整流二極管的反向恢復(fù)時(shí)間？

2023-04-20 16:41:42

MOSFET體二極管的反向恢復(fù)

2023-04-15 09:15:12

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二極管的反向恢復(fù)時(shí)間詳解

二極管的反向恢復(fù)時(shí)間Trr是指二極管截止后，從導(dǎo)通到關(guān)斷所用的時(shí)間。做開關(guān)電源的都知道，這個(gè)參數(shù)很重要，但雅帆為了寫這篇文章，查了很多二極管資料，里面都沒有標(biāo)出。自己動(dòng)手豐衣足食，測(cè)試過程與大家

2023-04-12 09:06:14

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