碳化硅肖特基二极管在逆变器电路中的应用优势

  二极管具有单向导电性，是电子电气线路中运用极为广泛的一种电子元件，应用在强电领域的二极管，一般具有大容量、耐高压、大电流的特点，称为电力二极管，是电力电子变流器主电路中不可缺少的元器件。
  在这里我们主要研究了碳化硅肖特基二极管作为续流二极管在电路中应用及其对电路工作情况、性能的影响。
  续流二极管在电路中基本应用如图1所示，当开关S切断电感电路时，常接入二极管D,为电感电流提供继续流动的回路，避免因电感断开而在开关器件S两端出现高电压，

 
  在实际的应用中，为了给感性负载的滞后电流提供续流回路，在电压型逆变器的每个开关器件两端都会反并一个续流二极管，续流二极管的性能，特别是它的反向恢复特性，对逆变器开关过程的影响很大，主要表现在三个方面：
  (1)二极管反向恢复时间的存在势必会延长换流的时间，从而限制了逆变器开关速度的进一步提高；
  (2)二极管反向恢复过程中产生的反向恢复电流会加大同一桥臂另一个开关管在导通过程中所承受的电流，増大开关器件的开关损耗；
  (3)在二极管恢复反向阻断的过程中，其电流下降率主要决定于二极管本身的特性。如果电流下降过快，将会引起开关器件两端的电压迅速上升，容易造成开关器件的误导通。为此，在设计逆变器主电路的时候，应优先选择反向恢复时间短、反向恢复电荷较小并且具有软恢复特性的软快恢复二极管。
  碳化硅（SIC）技术可以有效减小二极管反向恢复电流，如图2所示，采用碳化硅（SIC）二极管后，主开关和二极管的反向恢复电流尖峰可以大大减小，开关的电流容量也可以相应降低，器件开关损耗得到改善。因此，将碳化硅（SIC）二极管作为逆变器主开关的反并二极管，会使逆变器开关性能和整机效率得到改善。  
  在逆变器电路设计中，我们采用了海飞乐技术公司的SIC二极管HSDD04060，它的主要技术参数是耐压值600V，平均正向电流是4A，最主要的是其反向恢复电流很小，仅为0.4uA(V_R=600V，Tj=25℃)和3.6uA[V_R=600V，Tj=175℃)，反向恢复时间也很短，井且没有反向恢复电荷，热阻典型值为2.02℃/W，其正反向特性曲线如图3所示。而一般的Si整流二极管IN5408的反向电流为5uA(T_C=25℃)和50uA (T_C=125℃)，热阻典型值为30℃/W，可以看出，SIC肖特基二极管的优势是比较明显的。  


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