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                二極管的正向恢復效應對驅動器產生的影響

                IGBT的續流二極管的正向恢復效應:
                ‘IGBT的續流二極管的反向恢復效應被人們所熟知,而這種而這種二極管其實也存在正向恢復效應。
                正向恢復效應發生的時刻:
                正向恢復發生在二極管開通的時刻,如右圖示,在下管IGBT關斷的瞬間,IGBT的電流就要轉移到上管的續流二極管,在這一瞬間,上管的二極管發生正向恢復過程。如右圖紅圈所示的時刻。
                二極管的正向恢復效應的具體表現:
                右圖為某品牌1700V/450A的IGBT模塊具體測試波形。在關斷下管IGBT瞬間,觀測上管二極管的電流及電壓。
                IGBT的續流二極管的正向恢復效應
                可以看到,在二極管開通的時刻,二極管的陽極的電位比陰極要高,峰值大約150V,持續時間為300~400ns。
                正向恢復效應與器件的關系:
                在這里我們不討論產生二極管正向恢復現象的原因,不過可以這樣認為,這是半導體器件的固有的屬性。絕大多數情況下,正向恢復效應不會產生什么問題,所以通常很少被討論。關于這個效應,有幾個特點需要注意:
                􀁛1. 二極管溫度越高時,正向恢復效應越強烈,幅值及時間都會較長;
                􀁛2. 電壓越高,電流越大的器件,正向恢復效應越強;
                􀁛􀁛3.不同品牌的器件,即使是同一電壓或電流等級,正向恢復效應程度也許會有所不同;
                二極管正向恢復對SCALE2驅動器的影響(1):
                右圖為SCALE2驅動器的有源鉗位電路的示意圖,根據上頁所述的二極管正向恢復效應,在二極管開通瞬間,二極管的陽極的電位會比陰極高很多,并持續幾百納秒。
                在此過程中,會產生如圖所示的電流,圖中紅線所示路徑為一個阻抗很低的路徑,因此可以產生較大的電流。
                二極管正向恢復對SCALE2驅動器的影響(1)
                二極管正向恢復對SCALE2驅動器的影響(2):
                在這個過程中,電流會向C1充電,因此VE的電位會被抬升,這意味著,VE與Viso之間的電壓被減小了,也就是,Viso與VE間的被穩壓的+15V電壓被放電。在實際應用中,這個過程是周期性發生的,與開關頻率同步,因此,從宏觀上看,驅動器副邊的+15V會出現下跌的情形,當它跌落至12V時,驅動器會觸動欠壓保護。
                極管正向恢復對SCALE2驅動器的影響(2)
                解決辦法:
                在有源鉗位的路徑上,放置一個雙向TVS,即可以阻斷上述的電流路徑,這個問題就被解決了。
                放置一個雙向TVS
                副邊穩壓電路的介紹:
                驅動器原方的供電為+15V,經過DC/DC處理后得到+25V,這個電壓是開環的,這意味著,如果原方+15V波動,這個+25V也會波動。
                副邊穩壓電路的介紹
                SCALE-2副邊的ASIC將+25V分割成+15V及-10V,其中+15V是被穩壓的,這是一個閉環電路,如果Viso與VE之間的電壓不是+15V,則內部電流會調整使得輸出電壓穩定在+15V;而-10V則是開環的,是不穩壓的。VE管腳是芯片“造”出來的,內部是靠電流源來控制輸出的電壓源。Viso是+15V,VE是0V,COM是-10V。
                這種穩壓的方法與常見的用穩壓二極管或者三端穩壓電壓電路是完全不同的。
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