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高效應用的增強型第4代CAL二極管

作者：時間：2012-05-25 來源：網絡

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2.3低開關頻率用CAL 4F 1200V二極管的優化

本文引用地址：http://www.104case.com/article/230467.htm

新近研發的具有合適載流子壽命分布的CAL4 HD 1200V二極管，其特征比SEMiX404GB12E4s 型功率模塊中的CAL4 F 1200V二極管具有更低的正向壓降（見圖4）。其室溫壓降降低了400mV，這就確保它與CAL4續流二極管的“F”系列快速版本具有更低的靜態損耗。此外，以額定電流I_F=400A為例，SEMiX404GB12E4s功率模塊中的CAL4 HD 1200V二極管，當電流高于200A以上即可得到正溫度系數dU/dT，而CAL4 F 1200V二極管則需要電流大于250A以后才能得到正溫度系數dU/dT，這也意味著，并聯運行的正溫度系數的優勢是“F”快速系列和“HD”高密度系列的共同特征，此處結溫的升高可以通過減小二極管的轉換功率加以補償。

使用雙脈沖電流方法進行了反向恢復特性的測量。測量顯示，CAL4 F 1200V 二極管比CAL4 HD 1200V二極管具有較低的開關損耗。功率模塊的仿真顯示，在最大負載電流方面總體是平衡的（見圖5）。CAL4 HD二極管在開關頻率f_sw=3kHz時的特征電流要比負載電流高8％，而CAL 4F在開關頻率f_sw=16kHz時的特征電流要比負載電流高6％，低頻（最佳：CAL4 HD）與高頻（最佳：CAL4 F）二者的轉換點應在6％～8％之間。

圖4 CAL4 HD 1200V和CAL4 F 1200V二極管在4×100A并聯二極管功率模塊Semix404GB12E4s中的通態特性

圖5 同尺寸CAL4 F 1200V和CAL4 HD1200V二極管的最大負載電流與開關頻率的關系(I_F=100AT_jmax=150°C,T_c=80°C, dI/dt=1500A/μs)

總的來說，裝配在SEMiX和SEMiTRANS型功率模塊中的CAL4 HD 1200V二極管，在低的開關頻率及高／中功率下應用時的最大特點是低的靜態損耗。相比之下，CAL4 F 1200V二極管裝配在MiniSKiiP、SkiM、SEMiTRANS等功率模塊中，用在中／低功率的IGBT逆變器上時具有最佳的低的動態損耗。

2.4 650V等級的新型續流二極管

純電動／混合電動車市場是功率電子的一個相對較新的市場。這些應用，以及更高效的驅動電池和直流電壓，對于器件的形狀和重量的要求是非常苛刻的，因此，CAL4 F技術開發了新一代的650V等級二極管，而不是先前幾代CAL的600V等級。