【導(dǎo)讀】工程師可以通過正確選擇恢復(fù)整流二極管類型來優(yōu)化其功率設(shè)計的效率。對于 200V 區(qū)域,Nexperia(安世半導(dǎo)體)的高端超快速 PNE 系列可以在開關(guān)模式電源方面發(fā)揮作用。本文將使用 DC-DC 轉(zhuǎn)換器來演示二極管的優(yōu)勢。
盡可能減少回路電感
在 DC-DC 轉(zhuǎn)換器設(shè)計中,功率二極管位于 PCB 的底部,MOSFET 位于頂部,需要額外注意確保換向回路電感盡可能低。其中插入了一個超低電感的高帶寬分流器,并移除了額外不必要的引線,以盡可能減少分流器的額外電感。這樣,利用該設(shè)置便可確定雙脈沖配置中的反向恢復(fù)性能。該設(shè)計可以輕松轉(zhuǎn)換為 DC-DC 轉(zhuǎn)換器,這樣便能測量其效率,從而讓反向恢復(fù)行為與二極管的效率影響直接相關(guān)。
雙脈沖分析
在雙脈沖分析中,將 Nexperia(安世半導(dǎo)體)的 200 V 超快速整流器技術(shù)的性能與領(lǐng)先競爭對手(具有相同的額定值和封裝外形)的類似器件進(jìn)行了比較。在測試中,兩臺設(shè)備均需切斷 2 A 的電流。雖然兩個二極管的 di/dt 相同,但與競爭器件相比,Nexperia(安世半導(dǎo)體)PNE 二極管的反向恢復(fù)特性表現(xiàn)出了更好的開關(guān)性能,并且反向恢復(fù)電荷 Qrr 和反向峰值電流也都較低。即使轉(zhuǎn)換器條件變化(以將DC-DC轉(zhuǎn)換器的各種操作條件包含在測試內(nèi)),也可以觀察到相同的結(jié)果(圖1)。測試變量包括:
● 外殼溫度
● di/dt
● 二極管關(guān)斷電流
● DC母線電壓
對于每種情況,Nexperia(安世半導(dǎo)體)PNE 設(shè)備的反向恢復(fù)電荷均低于競爭產(chǎn)品(圖2)。
在不同條件下的雙脈沖測試結(jié)果
對所設(shè)計的 DC-DC 轉(zhuǎn)換器執(zhí)行了幾次效率掃描,以確定 Qrr 的性能改進(jìn)如何使實際應(yīng)用受益(圖3)。為效率測試選擇了不同的測試條件。在兩個不同的開關(guān)頻率(130kHz和250kHz)下, DC-DC 轉(zhuǎn)換器以48V DC母線電壓(輸出功率為48W)以及 100V DC 母線電壓(輸出功率為100W)運(yùn)行。Nexperia(安世半導(dǎo)體)超快速二極管的較低反向恢復(fù)特性提高了轉(zhuǎn)換器在整個工作條件范圍內(nèi)的效率,最高絕對效率提高了 2.7%。這充分展示了 Nexperia(安世半導(dǎo)體)N PNE 200 V 二極管系列的出色性能。
DC-DC轉(zhuǎn)換器效率測試結(jié)果
Nexperia(安世半導(dǎo)體)PNE系列二極管提供單配置和雙配置和多種電流選項。這些器件采用Nexperia的高功率密度 FlatPower 封裝,均已通過 AEC-Q101 認(rèn)證,額定溫度高達(dá) 175℃,是汽車、工業(yè)和消費(fèi)類應(yīng)用中高效開關(guān)和電源轉(zhuǎn)換的上佳選擇。
在面向高端開關(guān)性能和高效率電源轉(zhuǎn)換應(yīng)用設(shè)計產(chǎn)品時,Nexperia(安世半導(dǎo)體)的高端超快速PNE系列可大有作為。
來源:Nexperia
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