電動(dòng)汽車的OBC(車載充電機(jī))和DC-DC轉(zhuǎn)換器依賴高壓二極管模塊實(shí)現(xiàn)高效能量轉(zhuǎn)換。例如,碳化硅(SiC)肖特基二極管模塊可承受1200V以上電壓,開關(guān)損耗比硅器件降低70%,明顯提升充電速度并減少散熱需求。在電池管理系統(tǒng)(BMS)中,隔離二極管模塊防止不同電池組間的異常電流倒灌,確保高壓安全。模塊的環(huán)氧樹脂密封和銅基板設(shè)計(jì)滿足車規(guī)級(jí)抗震、防潮要求(如AEC-Q101認(rèn)證),適應(yīng)嚴(yán)苛的汽車電子環(huán)境。未來,隨著800V高壓平臺(tái)普及,SiC和GaN二極管模塊將成為主流。 高電壓二極管模塊采用優(yōu)化封裝設(shè)計(jì),耐壓可達(dá)數(shù)千伏,適用于工業(yè)變頻器和高壓電源。揚(yáng)杰二極管咨詢
二極管具有單向?qū)щ娦?,二極管的伏安特性曲線如圖2所示 。二極管的伏安特性曲線在二極管加有正向電壓,當(dāng)電壓值較小時(shí),電流極小;當(dāng)電壓超過0.6V時(shí),電流開始按指數(shù)規(guī)律增大,通常稱此為二極管的開啟電壓;當(dāng)電壓達(dá)到約0.7V時(shí),二極管處于完全導(dǎo)通狀態(tài),通常稱此電壓為二極管的導(dǎo)通電壓,用符號(hào)UD表示。
對(duì)于鍺二極管,開啟電壓為0.2V,導(dǎo)通電壓UD約為0.3V。在二極管加有反向電壓,當(dāng)電壓值較小時(shí),電流極小,其電流值為反向飽和電流IS。當(dāng)反向電壓超過某個(gè)值時(shí),電流開始急劇增大,稱之為反向擊穿,稱此電壓為二極管的反向擊穿電壓,用符號(hào)UBR表示。不同型號(hào)的二極管的擊穿電壓UBR值差別很大,從幾十伏到幾千伏。
北京Infineon二極管額定正向平均電流(IF)是二極管模塊的關(guān)鍵參數(shù),需匹配電路最大工作電流。
衛(wèi)星和航天器電子系統(tǒng)需承受宇宙射線和單粒子效應(yīng)(SEE)。特種二極管模塊采用寬禁帶材料(如SiC)和抗輻射加固工藝(如鈦合金屏蔽),確保在太空環(huán)境中穩(wěn)定工作。例如,太陽翼電源調(diào)節(jié)器中,二極管模塊實(shí)現(xiàn)電池陣的隔離和分流,耐輻射劑量達(dá)100krad以上。模塊的金線鍵合和密封焊接工藝防止真空環(huán)境下的氣化失效。這類模塊通常需通過MIL-STD-883和ESCC認(rèn)證,成本雖高但關(guān)乎任務(wù)成敗,是航天級(jí)電源的重要部件。
二極管模塊的基本原理與結(jié)構(gòu)二極管模塊是一種集成了多個(gè)二極管芯片的功率電子器件,通常采用先進(jìn)的封裝技術(shù),以實(shí)現(xiàn)高功率密度和優(yōu)異的電氣性能。其主要結(jié)構(gòu)包括半導(dǎo)體芯片(如硅基或碳化硅基二極管)、絕緣基板(如DBC陶瓷基板)、金屬化層以及外殼封裝。二極管模塊的主要功能包括整流、續(xù)流和反向電壓阻斷,廣泛應(yīng)用于工業(yè)變頻器、新能源發(fā)電系統(tǒng)、電動(dòng)汽車等領(lǐng)域。與分立二極管相比,模塊化設(shè)計(jì)具有更高的集成度、更低的寄生參數(shù)以及更好的散熱性能,能夠滿足高功率應(yīng)用的需求。此外,現(xiàn)代二極管模塊還常與IGBT或MOSFET組合使用,形成完整的功率轉(zhuǎn)換解決方案,進(jìn)一步提升系統(tǒng)效率。 與分立二極管相比,模塊方案可減少 50% 以上的焊接點(diǎn),降低虛焊風(fēng)險(xiǎn)。
變?nèi)荻O管是一種利用PN結(jié)電容隨反向電壓變化的特性制成的特殊二極管。又稱壓控變?nèi)荻O管或可變電容二極管。其電容值可通過施加的反向電壓調(diào)節(jié),常用于調(diào)諧電路,如收音機(jī)、電視機(jī)的頻道選擇,以及手機(jī)的天線匹配電路。在壓控振蕩器(VCO)和鎖相環(huán)(PLL)等高頻電路中,變?nèi)荻O管可替代機(jī)械可變電容,實(shí)現(xiàn)電子調(diào)諧,提高系統(tǒng)的可靠性和響應(yīng)速度。這種二極管在無線通信、射頻識(shí)別(RFID)及衛(wèi)星接收設(shè)備中具有重要應(yīng)用。 周期性負(fù)載中,需通過熱仿真軟件驗(yàn)證二極管模塊的結(jié)溫波動(dòng),避免熱疲勞失效。北京Infineon二極管
肖特基二極管模塊反向恢復(fù)時(shí)間極短,適用于高頻開關(guān)電源,減少能量損耗和發(fā)熱。揚(yáng)杰二極管咨詢
二極管的信號(hào)檢波作用在無線電通信中,二極管用于檢波,即從高頻載波信號(hào)中提取音頻或視頻信息。例如,在AM(調(diào)幅)收音機(jī)中,二極管檢波器將天線接收的高頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為可聽的低頻信號(hào)。其工作原理是利用二極管的非線性特性,只允許單向電流通過,從而濾除載波成分,保留調(diào)制信號(hào)。此外,二極管檢波也應(yīng)用于電視信號(hào)接收、雷達(dá)系統(tǒng)及無線數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備中。肖特基二極管因其低導(dǎo)通壓降和高頻特性,常被選作檢波二極管,以提高信號(hào)解調(diào)的靈敏度。 揚(yáng)杰二極管咨詢