一种新型超快速软恢复外延二极管

60K的动态参数列表

3.3.低I_RRM

从上面图3，图4两个对比测试波形来看，Microsemi公司的DQ系列的产品与传统的FRED对比而言，软恢复的I_RRM小许多。小的I_RRM意味更小的电流应力和更小的Q_rr值，同样意味着对应的IGBT/MOSFET有更小的开通损耗E_on和电流应力。

3.4.高T_J

更高的T_J意味芯片带载的能力更强。从二极管的额定电流的定义可以知道，用户通过同样的热设计来获得同样的壳温T_C，可以有更大的裕量。从下面的示例来看，APT8DQ60K在常规的壳温T_C=100⁰C条件下，I_FAV应该是11A。

图5 二极管的I_FAV与T_C关系曲线

3.5.高雪崩耐量E_AVL

雪崩耐量可以通过如下的UIS测试电路：

图6 二极管UIS测试电路

这个测试基本可以模拟电路中由于漏感引起的电压尖峰的情况。APT8DQ60K的UIS测试情况如下：

图7 APT8DQ60K的雪崩耐量测试数据

从上图可以看出，600V的管子经受将近800V的电压尖峰之后，仍然可以正常工作。经过计算可得。为保证器件长期安全运作，这个数值在规格书中降低定为60mJ。

3.6.低漏电流I_R

对很多用户来讲，大都不会注意这个数值，是因为大多数的二极管的漏电流都是uA级别，对客户的损耗影响不大。但是某些二极管在高温，如T_J=125⁰C情况下，漏电流达到mA级别，这个时候就需要考虑其损耗。

4.应用实例

我们提供样品APT8DQ60K应用在客户500W单相UPS的PFC中，如下：

图8 500W输出的PFC电路

测试内容包括系统的EMI，FRED和MOSFET的电压，电流和温升。

图9 APT8DQ60K的实际波形

上图为APT8DQ60K在电路中的波形。电流波形由于示波器的展开有些失真；电压波形基本可以看出无任何的振荡或过冲现象，不需要任何的吸收电路，降低成本。

图10 EMI测试波形

上图为客户原先使用的常规二极管和APT8DQ60K的EMI水平扫描波形。可以明显看出，软恢复的二极管在抑制EMI方面有良好的性能。

表2 500W PFC主要参数测量

上表为主要测试参数的对比。可以明显看出，同样是4A/600V的管子，软恢复的FRED能够降低系统的EMI问题，降低FRED和MOS的温升，提高系统效率。8A的FRED可以降低自己本身的损耗。相对于竞争对手A的二极管，APTDQ60K在降低本身损耗，降低系统EMI有更加明显的效果。

5.结论

基于如上的参数描述和测试数据，我们可以更好地理解Microsemi公司DQ系列二极管具有低漏电流，高雪崩耐量，超快速软恢复，最高节温可达175⁰C等优点，并能理解这些优点对用户的产品设计有降低系统EMI和成本，提高系统效率和可靠性等方面的优点。用户在选择二极管的时候应该综合考虑t_rr，Q_rr，I_RRM等参数和其测试条件。

目前Microsemi公司DQ系列的产品有600V，1000V，1200V三个电压等级，全部产品都已经满足RoHS，为无铅产品。分立封装的电流额定范围为8-100A。这个二极管芯片也应用在Microsemi公司的IGBT中作为反并联续流用二极管来提高IGBT产品在桥式变换器中的可靠应用。在IGBT，MOSFET模块产品中也应用了这个系列的二极管。

600V的DQ二极管可以应用在各种开关电源的BOOST拓扑的PFC当中，如通信电源，UPS，电子镇流器中，也可以用在单相交流输入或低直流电压输入产品的逆变器中作为续流二极管，如便携式单相焊机，太阳能逆变器等。1000V，1200V可以应用在三相交流输入产品的桥式变换器中，如感应加热，UPS，焊机等。

参考文献：
1. “Defining Diode Data Sheet Parameters”，APT0301，Microsemi Corporation
2. “APT DQ FRED Technology”, Shanqi Zhao, Advanced Power Technology
3. “Power Electronics”, Ned Mohan, Tore M. Undeland, William P, Robbins