FRED的其主要反向关断特性参数为:反向恢复时trr=ta+tb(ta一少数载流子在存储时间,tb一少数载流子复合时间);反向恢复峰值电流IRM;反向恢复电荷Qrr=l/2trr×IRM以及表示器件反向恢复曲线软度的软度因子S=tb/ta。而FRED的正向导通主要参数有:正向平均电流IF(AV);正向峰值电压UFM;正向均方根电流IF(RMS)以及正向(不重复)浪涌电流IFSM。FRED的反向阴断特性参数为:反向重复峰值电压URRM和反向重复峰值电流IRRM。必须指出:反向恢复时间trr随着结温Tj的升高,所加反向电压URRM的增高以及流过的正向电流IF(AV)的增大而增长,而主要用来计算FRED的功耗和RC保护电路的反向恢复峰值电流IRM和反向恢复电荷Qrr亦随结温Tj的升高而增大。因此,在选用由FRED组成的“三相FRED整流桥开关模块”时,必须充分考虑这些参数的测试条件,以便作必要的调整。这里值得提出的是:目前FRED的价格比普通整流二极管高,但由于使用FRED使变频器的噪音大幅度降低(降低达15dB),这将直接影响到变频器内EMI滤波电路的电容器和电感器的设计,使它们的尺寸大大缩小和价格大幅度下降,并使变频器更能符合EMI标准的要求。
此外,在变频器中,对充电限流电阻进行短接的开关,目前一般都采用机械接触器,但由于环境的影响,特别是在湿度大或带粉尘的环境下,往往会使触头损坏,另外接触器接通和断开时产生电弧,致使接触器寿命缩短而损坏,从而严重影响变频器的稳定可靠工作。为了解决上述存在的问题,常州瑞华电力电子器件有限公司采用FRED替代普通整流二极管,采用晶闸管替代机械接触器,制成如图1所示的“三相FRED整流桥开关模块”,这种模块用于变频器后,能使变频器性能大大提高、体积缩小、重量减轻、工作稳定可靠。
本公司生产的“三相FRED整流桥开关模块”(型号为MFST)的主要参数见表1。
4 结束语
2006年常州瑞华电力电子器件有限公司研发成功的“三相整流二极管整流桥开关模块”(型号为MDST)是由六个普通整流二极管和一个晶闸管组成,其内部电连接原理图如图1所示,它已广泛用于VVVT、SMPS、UPS、逆变焊机以及伺服电机驱动放大器等具有直流环节的变频装置,并已取得很大成效。用超快恢复二极管(FRED)替代普通整流管所构成的“三相FRED整流桥开关模块”(型号为MFST)亦可用于上述各种电压型变频器,但可大幅度降低变频器噪音达15dB,这一效应将直接影响到变频器的EMI滤波电路内电容器和电感器的设计,并使它们的尺寸大大缩小,从而降低装置的成本和缩小装置的体积,使变频器的性能提高,工作稳定可靠,使变频器更能满足国家EMI标准。而以晶闸管替代用以短路充电电阻的机械接触器,使变频器的工作寿命延长,工作更稳定更可靠。当前,虽然FRED要比普通整流管更贵,而且模块制作工艺亦将更复杂,但综合考虑分析上述优点,随着FRED芯片价格的进一步下降和模块制造工艺的进一步成熟和规模化生产,这种“三相FRED整流桥开关模块”将获得飞快发展和广泛的应用。