齐纳二极管是电子电路的基本构建模块,在达到特定反向电压(通常称为齐纳电压)时允许大量电流反向流动。在达到或超过反向击穿电压后,齐纳二极管以恒定基准电压运行。齐纳二极管常用于产生稳定电压,可广泛应用于各种需要钳制或保持在一定限值以下的应用。齐纳二极管的另一个重要应用领域是钳制不必要的过电压以保护 MOSFET。
齐纳效应和雪崩效应
电压不超过 5 V 在反向偏置结的耗尽区,电子从价带进入导电带,形成电子贯穿,产生电击穿。自由电荷载流子一旦电场强度足够高,反向电流就会急剧增加。克拉伦斯有这种效果·梅尔文·齐纳(Clarence Melvin Zener)于 1934 第一次发现这种二极管是以他的名字命名的。锐单商城在售二极管三极管MOSFET,品牌授权正品现货。
若电压超过 5 V,另一种效果会变得更加显著。PN 结的电场会使过渡区中的电子加速,产生电子空穴对。这些空穴向负极移动,填充电子,而自由电子向正极移动。通过释放相邻的束缚电子,不断移动的空穴和电子可以产生更多携带高场强的电荷载流子。大量电荷载流子产生的过程迅速发展成雪崩,因此如果超过特定的反向电压,就会有大量的电流开始流动。
△齐纳二极管I-V特性
电压容差
Nexperia(安世半导体)针对 1.8 V 到 75 V 齐纳二极管由各种不同的电压制成,并在规定的反向电流下测试了保证容差。标准容差为 B-selection ±2% 和 C-selection ±5% 左右。为满足更高精度的要求,Nexperia(安世半导体)最近推出 A-selection 齐纳二极管产品组合广泛,容差为 ±1%。
更多关于齐纳二极管的信息,您可以下载并阅读应用笔记:《AN90031 齐纳二极管 - 物理基础知识、参数及应用示例。
众所周知,电机驱动是IGBT主要应用领域之一。有些学生可能会有这样的困惑:
“IGBT本来是驱动电机,为什么还需要驱动?IGBT驱动到底是做什么的?
正如《极简电力电子学》所说,这个问题很简单:IGBT本质上是电子开关,就像你家墙上的开关一样。按下,开关关闭,电灯亮起;再次按下,电灯熄灭。
当然,操作IGBT,不再是手,而是电子脉冲。当高电平到来时,设备将打开;当低电平到来时,设备将关闭。手动操作开关每秒一两次,而我们的电子开关可能每秒开关数万次或数十万次。
然后问题来了:控制IGBT电子脉冲从何而来?
有些学生想举手:我知道我知道!脉冲控制可以从MCU来!
很棒!你会回答的!
MCU就像我们的大脑一样,它控制着我们身体的一举一动。但它发出的神经元信号非常弱,根本无法按下开关。因此,大脑需要将信号传输给手,通过手部肌肉运动产生一定的力量,并按下开关。IGBT驱动是控制IGBT灵巧有力的手。
然后,信号从MCU到IGBT驱动芯片中间经历了什么?
MCU输出电流是mA级别,而IGBT驱动电流可能达到多少安培。IGBT驱动的首要任务是作为放大器放大电流。
首先MCU输出电流是mA级别,而IGBT驱动电流可能达到多少安培。IGBT驱动的首要任务是作为放大器放大电流。
其次MCU输出电平一般为3.3V,而IGBT一般驱动电压应达到15V。IGBT驱动需要把3.3V信号转成15V信号。而且这个15V,不是一般的15V。IGBT桥式电路一般工作。桥式电路承受母线电压。当电路不开关时,桥式电路的中点承受母线电压的一半;当上管打开时,中点电位与母线电压相同。
这时上管IGBT驱动的工作是在几百伏或几千伏的母线电压的基础上生成一个15V电压信号来了。就像说说。MCU在地上生长的小树苗,IGBT驱动的工作不仅是把小树苗变成大树,还要把它移植到山上。听起来棒吗!
最后MCU 在低压侧,其供电电压一般为5V。IGBT母线电压在高压侧可达几千伏。由于低压侧会有人机接口,高压侧的高压不能流向低压侧,对人体造成伤害!有的时候,IGBT驱动器需要具有一定的电气隔离能力,作为低压侧与高压侧之间的屏障,防止副侧高压对原侧操作的人体造成伤害。如果IGBT如果驱动器没有绝缘能力,则应添加绝缘屏障MCU人机接口之间。
我们称之为紧凑型驱动,可以完成上述功能。例如,英飞凌1ED X3 compact系列:
在某些应用场景中,驱动器应提供丰富的保护功能。首先,驱动器要长出一双眼睛(故障检测),观察电灯(负载)或开关(IGBT)正常运行。如果负载异常,故障检测将立即向大脑发送信号MCU,MCU发指令给IGBT驱动,IGBT驱动关闭功率器件,避免爆炸。我们具有保护功能IGBT驱动IC称为增强驱动。现货购买元器件上唯一的商场,超多元器件供您选择。