西门子6ES7-288-1CR20-0AA1模块

浔之漫智控技术（上海）有限公司（xzm-wqy-shqw）

是中国西门子的佳合作伙伴，公司主要从事工业自动化产品的集成,销售和维修，是全国的自动化设备公司之一。

公司坐落于中国城市上海市，我们真诚的希望在器件的销售和工程项目承接、系统开发上能和贵司开展多方面合作。

以下是我司主要代理西门子产品，欢迎您来电来函咨询，我们将为您提供优惠的价格及快捷细致的服务！

近年来，随着新型材料碳化硅（SiC）的发展，采用碳化硅制成的肖特基二极管的性能大幅度提高，其耐压已达到1200V，反向恢复特性显著优于常规的硅快恢复二极管，且漏电流很小，高耐压的碳化硅二极管正向通态压降与硅快恢复二极管基本相当。由于碳化硅二极管优良的反向恢复特性，使其在升压型PFC电路、高频整流电路等应用场合具有显著的优势。其缺点是目前的价格仍然较高。

2.2　电力MOSFET的虚线为电感电流临界连续的边界，虚线内部为电流断续区，虚线外面为电流连续区。在电流连续区，因忽略电力电子器件的通态压降和

电力MOSFET是近年来发展快的全控型电力电子器件之一。它显著的特点是用栅极电压来控制漏极电流，因此所需驱动功率小、驱动电路简单；又由于是靠多数载流子导电，没有少数载流子导电所需的存储时间，是目前开关速度快的电力电子器件，在小功率电力电子装置中应用为广泛。

2.2.1　结构和工作原理

电力MOSFET与电子电路中应用的MOSFET类似，按导电沟道可分为P沟道和N沟道

（3）正向压降UF　指在指定温度下，流过某一指定的稳态正向电流时所对应的正向压降。正向压降越低表明其导通损耗越小。通常耐压低的二极管正向压降较低，普通整流二极管压降低于快恢复二极管。二极管的正向压降具有负温度系数，它随着温度的上升而略有下降。

（4）反向恢复电流IRP及反向恢复时间trr　由于二极管PN结中的空间电荷区存储电荷的影响，当给处于正向导通状态的二极管施加反压时，二极管不能立即转为截止状态，只有当存储电荷完全复合后，二极管才呈现高阻状态。这期间的电压电流波形见图2－5。这一过程称为二极管的反向恢复过程。反向恢复时间trr通常定义为从电流下降为零至反向电流衰减至反向恢复电流峰值的百分比（一般为10%或25%）的时间。反向恢复电流及恢复时间与正向导通时的正向电流IF以及电流下降率diF/dt密切相关。产品手册中通常给出在一定的正向电流以及电流下降率的条件下，二极管的反向恢复电流及恢复时间。图2－5中电流下降时间tF与延迟时间td的比值称为恢复特性的软度，或称恢复系数。恢复系数越大，在同样的外电路条件下造成的反向电压过冲URP越小。反向恢复电流小、恢复时间短的快速软恢复二极管是开关电源高频整流部分的理想器件。今后，低成本、结构简单、容易实现，并且具有软开关性能、高响应速度、低输出纹波的单级隔离高功率因数变换器是研究人员研究的终目标。

西门子6ES7-288-1CR20-0AA1模块

2.高效率在开关电源中，电力电子器件是完成电能转换以及主电路拓扑中为关键的元件。电力电子器件通常工作于开关状态，因此又常当N型半导体和P型半导体结合后构成PN结。由于交界处电子和空穴的浓度差别，造成了各区的多子向另一区的扩散运动，于是在界面两侧分别留下了带正、负电荷但不能任意移动的杂质离子。这些不能移动的正、负电荷称为空间电荷。空间电荷建立的内电场，其方向是阻止扩散运动的，而且能吸引对方区内的少子（对本区而言则为多子）向本区运动，即漂移运动。扩散运动和漂移运动达到平衡时，正、负空间电荷量达到稳定值，形成了一个稳定的由空间电荷构成的范围，被称为空间电荷区，通常也称为耗尽层、阻挡层或势垒区。和散热条件下，其允许流过的大工频正弦半波电流的平均值。快恢复二极管通常采用占空比为一定数值（通常为0.5）的方波电流的平均值标注二极管的额定电流。二极管的结温（或壳温）是限制其工作电流大值的主要因素之一，因此在实际使用时应按有效值相等的原则来选取电流定额，并同时考虑器件的散热条件。当用在频率较高的场合时，开关损耗造成的发热往往不能忽略，因此即使不考虑安全裕量，二

当PN结外加正向电压，即外加电压的正端接P区、负端接N区时，外加电场方向与内电场方向相反，内电场被削弱，使得多子的扩散运动大于少子的漂移运动，而在外电路上形成自P区至N区的电流，该电流被称为正向电流。由于电导调制效应，正向PN结在流过较大正向电流时的压降很低，表现为正向导通状态。

当PN结外加反向电压时，外加电场与内电场方向相同，使空间电荷区加宽，少子的漂移运动大于多子的扩散运动，产生自N区至P区的电流，该电流被称为反向电流。由于少子的浓度很小，因此，此时的PN结表现为高阻态，被称为反向截止状态。

在PN结承受反向电压时，随着反向电压的升高，空间电荷区的宽度及电场强度的峰值均随之增加，此时若电场强度超过一定限度就会造成击穿。PN结的电击穿有两种形式：雪崩击穿和齐纳击穿。反向击穿发生时，只要外电路中采取了措施，将反向电流限制在一定范围内，保证PN结的耗散功率不超过允许值，PN结仍可恢复正常。如果超过了允许的耗散功率，就会导致PN结温度过高而烧毁，这种现象称为热击穿。称为开关器件。

随着半导体材料及技术的发展，新型电力电子器件不断推出，传统电力电子器件的性能也不断提高，这成为包括开关电源在内的各种电力电子装置的体积、效率等性能指标不断提高的重要因素。了解和掌握各种电力电子器件的特性和使用方法是正确设计开关电源的基础。

在开关电源中应用的电力电子器件主要为二极管、IGBT和MOSFET。SCR在开关电源的输入整流电路及其软启动中有少量应用，GTR由于驱动较为困难、开关频率较低，也逐渐被IGBT和MOSFET所取代。因此这里将主要介绍二极管、IGBT和MOSFET的工作原理和主要参数。

MOSFET和IGBT是全控型器件，输入具有一定的容性，要使其工作于高速的开关状态，必须要有具有一定驱动能力的驱动电路，本章对这两种器件的驱动电路进行介绍

应用各种软开关技术，包括无源无损软开关技术、有源软开关技术及目前同步整流用MOSFET代替整流二极管都能大大地提高模块在低输出电压时的效率，而效率的提高使得敞开式无散热器的电源模块有了实现的可能。这类模块是当今世界模块潮流，必将得到广泛应用。随着器件性能的改变，电源效率将越来越高，目前，有的公司生产的电源模块的效率已经超过96%。

3.小型化、薄型化、轻量化、高频化