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  • 快恢复二极管好坏测量判断及注意事项
    • 发布时间:2019-05-27 17:02:14
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    快恢复二极管(简称FRD)是一种具有开关特性好、反向恢复时间短特点的半导体二极管,主要应用于开关电源、PWM脉宽调制器、变频器等电子电路中,作为高频整流二极管、续流二极管或阻尼二极管使用。 快恢复二极管的内部结构与普通PN结二极管不同,它属于PIN结型二极管,即在P型硅材料与N型硅材料中间增加了基区I,构成PIN硅片。因基区很薄,反向恢复电荷很小,所以快恢复二极管的反向恢复时间较短,正向压降较低,反向击穿电压(耐压值)较高。
    快恢复二极管好坏测量
    快恢复二极管特点
    一、反向恢复时间
    反向恢复时间(tr)的定义:电流通过零点由正向转换到规定低值的时间间隔。它是衡量高频续流及整流器件性能的重要技术指标。反向恢复电流的波形如图1所示。IF为正向电流,IRM为最大反向恢复电流。Irr为反向恢复电流,通常规定Irr=0.1IRM。当t≤t0时,正向电流I=IF。当t>t0时,由于整流器件上的正向电压突然变成反向电压,因此正向电流迅速降低,在t=t1时刻,I=0。然后整流器件上流过反向电流IR,并且IR逐渐增大;在t=t2时刻达到最大反向恢复电流IRM值。此后受正向电压的作用,反向电流逐渐减小,并在t=t3时刻达到规定值Irr。从t2到t3的反向恢复过程与电容器放电过程有相似之处。
    结构特点
    快恢复二极管的内部结构和普通二极管不同,它是在P型、N型硅材料中间增加了基区I,构成P-I-N硅片。由于基区很薄,反向恢复电荷很小,不仅大大减小了trr值,还降低了瞬态正向压降,使管子能承受很高的反向工作电压。快恢复二极管的反向恢复时间一般为几百纳秒,正向压降约为0.6V,正向电流是几安培至几千安培,反向峰值电压可达几百到几千伏。超快恢复二极管的反向恢复电荷进一步减小,使其trr可低至几十纳秒。
    20A以下的快恢复及超快恢复二极管大多采用TO-220封装形式。从内部结构看,可以分成单管、对管(亦称双管)两种。对管内部包含两只快恢复二极管,根据两只二极管接法的不同,又有共阴对管、共阳对管之分。图2(a)是C20-04型快恢复二极管(单管)的外形及内部结构。(b)图和(c)图分别是C92-02型(共阴对管)、MUR1680A型(共阳对管)超快恢复二极管的外形与构造。它们均采用TO-220塑料封装,
    几十安的快恢复二极管一般采用TO-3P金属壳封装。更大容量(几百安~几千安)的管子则采用螺栓型或平板型封装形式。
    反向恢复时间
    测量电路如图3。由直流电流源供规定的IF,脉冲发生器经过隔直电容器C加脉冲信号,利用电子示波器观察到的trr值,即是从I=0的时刻到IR=Irr时刻所经历的时间。设器件内部的反向恢电荷为Qrr,有关系式:
    trr≈2Qrr/IRM (5.3.1)
    由式(5.3.1)可知,当IRM为一定时,反向恢复电荷愈小,反向恢复时间就愈短。
    常规检测方法
    在业余条件下,利用万用表能检测快恢复、超快恢复二极管的单向导电性,以及内部有无开路、短路故障,并能测出正向导通压降。若配以兆欧表,还能测量反向击穿电压。实例:测量一只C90-02超快恢复二极管,其主要参数为:trr=35ns,Id=5A,IFSM=50A,VRM=700V。外型同图(a)。将500型万用表拨至R×1档,读出正向电阻为6.4Ω,n′=19.5格;反向电阻则为无穷大。进一步求得VF=0.03V/格×19.5=0.585V。证明管子是好的。
    注意事项
    1)有些单管,共三个引脚,中间的为空脚,一般在出厂时剪掉,但也有不剪的。
    2)若对管中有一只管子损坏,则可作为单管使用。
    3)测正向导通压降时,必须使用R×1档。若用R×1k档,因测试电流太小,远低于管子的正常工作电流,故测出的VF值将明显偏低。在上面例子中,如果选择R×1k档测量,正向电阻就等于2.2kΩ,此时n′=9格。由此计算出的VF值仅0.27V,远低于正常值(0.6V)。
    快恢复二极管好坏判断
    快恢复二极管好坏判断,快恢复二极管采用PIN结构,所以它的内部结构与普通PN结二极管不同,在P型硅材料与N型硅材料中间增加了基区I,构成PIN硅片。而基区很薄,反向恢复电荷很小,所以快恢复二极管的反向恢复时间较短,正向压降较低,反向击穿电压(耐压值)较高。从性能上,还能分为快恢复和超快恢复两个等级。
    快恢复二极管好坏测量
    检测快恢复二极管的方法与检测普通二极管的方法相同,都是根据二极管的单向导电性,通过测量二极管的正、反向电阻,可方便地判断快恢复二极管的好坏。一般将万用表置于Rx1k挡,用黑表笔接二极管的正极,红表笔接二极管的负极,正向电阻一般为几欧姆,反向电阻为∞,如果测得的阻值均为∞或为0,则表明被测管子损坏。
    快恢复二极管属于整流二极管中的高频二极管,特点是它的反向恢复时间很短,这一点特别适合高频率整流。快恢复二极管的反向恢复时间是其性能的重要参数,反向恢复时间的定义是:二极管从正向导通状态急剧转换到截止状态,从输出脉冲下降到零线开始,到反向电源恢复到最大反向电流的10%所需要的时间。常用符号trr表示,trr值越小的快恢复二极管工作频率越高。因为导通和截止转换迅速,从而可以改善整流波形。
    快恢复二极管好坏测量
    快恢复二极管的内部结构与普通二极管不同,普通整流二极管是一个PN结,而快恢复二极管PN结中间增加了基区I,构成PIN硅片。由于基区很薄,反向恢复电荷很小,所以快恢复二极管的反向恢复时间较短。从电物理现象来解释,导通状态向截止状态转变时,二极管在阻断反向电流之前需要首先释放上个周期存储的电荷,这个放电时间被称为反向恢复时间,反向恢复时间实际上是由电荷存储效应引起的.反向恢复时间就是存储电荷耗尽所需要的时间。
    在业余条件下,利用万用表能检测快恢复、超快恢复二极管的单向导电性,以及内部有无开路、短路故障,并能测出正向导通压降。若配以兆欧表,还能测量反向击穿电压。将万用表置于Rx1k挡,测快恢复二极管的正、反向电阻,正向电阻一般为几欧姆,反向电阻为∞,如果测得的阻值均为∞或为0,则表明被测管子损坏。 快恢复二极管的对管检测方法与上述方法基本相同,但必须首先确定其共用端是哪个引脚,然后再用上述方法对各个快恢复二极管进行检测。
    实例:测量一只C90-02超快恢复二极管,其主要参数为:trr=35ns,Id=5A,IFSM=50A,VRM=700V。外型同图(a)。将500型万用表拨至R×1档,读出正向电阻为6.4Ω,n′=19.5格;反向电阻则为无穷大。进一步求得VF=0.03V/格×19.5=0.585V。证明管子是好的。
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