【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(jì)的效率。對(duì)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(shì)。
盡可能減少回路電感
在 DC-DC 轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)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(gè)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(jì)可以輕松轉(zhuǎn)換為 DC-DC 轉(zhuǎn)換器，這樣便能測(cè)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(jìng)爭(zhēng)對(duì)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(cè)試中，兩臺(tái)設(shè)備均需切斷 2 A 的電流。雖然兩個(gè)二極管的 di/dt 相同，但與競(jìng)爭(zhēng)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(cè)試內(nèi)），也可以觀察到相同的結(jié)果（圖1）。測(cè)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(duì)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(jìng)爭(zhēng)產(chǎn)品（圖2）。
在不同條件下的雙脈沖測(cè)試結(jié)果
對(duì)所設(shè)計(jì)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(shí)際應(yīng)用受益（圖3）。為效率測(cè)試選擇了不同的測(cè)試條件。在兩個(gè)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(gè)工作條件范圍內(nèi)的效率，最高絕對(duì)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(cè)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(xiàng)。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(jì)產(chǎn)品時(shí)，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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