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    二极管在开关瞬间会引发EMI问题,你注意了吗?

    发布者:深铭易购     发布时间:2019-04-24    浏览量:86

    导语

           二极管的单向导电性,大于一定的电压传导等基本特性我们是非常熟悉的,但随着工作的深入,才会发现这些都是不够的,特别是当大功率设备或面临电磁干扰的问题时。因此,我们需要对二极管有更深入的了解,今天的重点是二极管的开关过程(也称为二极管的动态特性)及其影响。

           任何开关器件的状态切换在一夜之间就没有完成,并且在这个开关期间发生的事情是工程师注意到的事情。由于结电容的存在,当在三种状态之间切换时,二极管将具有过渡:零偏置、正向导通和反向截止。

    开路(正向导通零偏移)

           二极管的接通并不意味着当二极管的正向电压降大于某一电压(如0.7V)时,直接接通二极管的正向电压降,则正向电压降为0.7V。

    事实上,当它的前向电压降从零增加到一个过充电压vfp时,它应该逐渐成为一个稳定的电压(如2v),并且在这一期间正电流不断增加。打电话给这次远期恢复时间。如下图1所示:

    ▼ 图-1 ▼

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    图1:零偏压转换为正向传导

            换句话说,二极管在瞬间产生一个正向尖峰电压,它比稳态电压uf大。过电压随di/dt的增加而增大。

    关断(正向导通至反向截止)

           当对二极管施加反向电压时,它不会立即停止,而是需要一定的时间。在此期间,将出现电压和电流超调。这就是我们常说的反向恢复时间。下图-2:

    ▼ 图-2 ▼

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    图2:正向导转换为反向截止

    Tf时,二极管的施加电压发生变化;

           在t0处,正向电流降至零,但二极管不能恢复到阻塞状态;

          在时间t1,反向电流达到最大IRP,然后反向过冲电压也达到最大URP。然后反向电流迅速下降,可以看出该曲线类似于电容器的放电曲线。实际上,它还表明了结电容放电复位的过程。

           在t2时,电流几乎不变,二极管恢复阻断反向电压的能力。

    以上这些有什么用?

           二极管开关瞬间丢失。在二极管开启和关闭的时刻,电流和电压的乘法不为零,因此有开关损耗。这与使用mosfet作为硬开关时的开关波形类似。因此,在高功率和高频(开关数量大)的情况下,这种损失甚至更严重,不容忽视。

           二极管开关立即导致电磁干扰问题。可以看出,二极管在开关过程中会产生过电压和峰值电流,过高的dv/dt和di/dt将不可避免地导致EMI问题。

           通常,反向恢复电流的峰值与EMI中的传导有关。而且,尖峰电流之后可能会有一个振荡周期,这与电磁干扰中的辐射有关,所以有时我们在二极管上放一个磁环。

          ■因此,为了避免这些问题,有时我们使用快速恢复二极管或肖特基二极管,它们的恢复时间非常短。

           顺便说一下,正向恢复时间比反向恢复时间要短得多,所以我们通常在二极管的设备手册中看不到正向恢复时间的参数。

           最后,可以预测,二极管的损耗分析将在以后进行共享。

    | END |

    二极管中的结电容CT是不可忽略的。当它与电路中的寄生电感结合时,会产生谐波频率,从而引起电磁干扰问题。



    注:图文源自网络,如有侵权问题请联系删除。

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