可控硅半控半橋、全橋
- 電力半導(dǎo)體芯片:超快恢復(fù)二極管(FRED)和晶閘管(SCR)芯片的PN結(jié)是玻璃鈍化保護(hù),并在模塊制作過程中再涂有RTV硅橡膠,并灌封有彈性硅凝膠和環(huán)氧樹脂,這種多層保護(hù)使電力半導(dǎo)體器件芯片的性能穩(wěn)定可靠。半導(dǎo)體芯片直接焊在DBC基板上,而芯片正面都焊有經(jīng)表面處理的鉬片或直接用鋁絲鍵合作為主電極的引出線,而部分連線是通過DBC板的刻蝕圖形來實(shí)現(xiàn)的。根據(jù)三相整流橋電路共陽和共陰的連接特點(diǎn),F(xiàn)RED芯片采用三片是正燒(即芯片正面是陰極、反面是陽極)和三片是反燒(即芯片正面是陽極、反面是陰極),并利用DBC基板的刻蝕圖形,使焊接簡化。同時,所有主電極的引出端子都焊在DBC基板上,這樣使連線減少,模塊可靠性提高。
外殼:殼體采用抗壓、抗拉和絕緣強(qiáng)度高以及熱變溫度高的,并加有40%玻璃纖維的聚苯硫醚(PPS)注塑型材料組成,它能很好地解決與銅底板、主電極之間的熱脹冷縮的匹配問題,通過環(huán)氧樹脂的澆注固化工藝或環(huán)氧板的間隔,實(shí)現(xiàn)上下殼體的結(jié)構(gòu)連接,以達(dá)到較高的防護(hù)強(qiáng)度和氣閉密封,并為主電極引出提供支撐。
- 鋁基導(dǎo)熱底板:其功能為陶瓷覆鋁板(DBC基板)提供聯(lián)結(jié)支撐和導(dǎo)熱通道,并作為整個模塊的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。因此,它必須具有高導(dǎo)熱性和易焊性。由于它要與DBC基板進(jìn)行高溫焊接,又因它們之間熱線性膨脹系數(shù)鋁為16.7×10-6/℃,DBC約不5.6×10-6/℃)相差較大,為此,除需采用摻磷、鎂的銅銀合金外,并在焊接前對銅底板要進(jìn)行一定弧度的預(yù)彎,這種存在s一定弧度的焊成品,能在模塊裝置到散熱器上時,使它們之間有充分的接觸,從而降低模塊的接觸熱阻,保證模塊的出力。
DBC基板:它是在高溫下將氧化鋁(Al2O3)或氮化鋁(AlN)基片與銅箔直接雙面鍵合而成,它具有優(yōu)良的導(dǎo)熱性、絕緣性和易焊性,并有與硅材料較接近的熱線性膨脹系數(shù)(硅為4.2×10-6/℃,DBC為5.6×10-6/℃),因而可以與硅芯片直接焊接,從而簡化模塊焊接工藝和降低熱阻。同時,DBC基板可按功率電路單元要求刻蝕出各式各樣的圖形,以用作主電路端子和控制端子的焊接支架,并將銅底板和電力半導(dǎo)體芯片相互電氣絕緣,使模塊具有有效值為2.5kV以上的絕緣耐壓。
- 整流橋就是將數(shù)個整流管封在一個殼內(nèi),構(gòu)成一個完整的整流電路。當(dāng)功率進(jìn)一步增加或由于其他原因要求多相整流時三相整流電路就被提了出來。三相整流橋分為三相全波整流橋(全橋)和三相半波整流橋(半橋)兩種。選擇整流橋要考慮整流電路和工作電壓。對輸出電壓要求高的整流電路需要裝電容器,對輸出電壓要求不高的整流電路的電容器可裝可不裝。 全波整流橋和半波整流橋。
半波整流橋是最簡單的整流電路,它是利用二極管的單向?qū)щ娦裕呀涣麟娐分蟹捶较虻碾妷合鞯?,稱為脈動的單相電壓。這種方法雖然可以得到直流電壓,但由于是脈動的,所以電壓和電流的波動較大,同時對電能的浪費(fèi)較大,輸出直流電壓=0.45倍輸入交流電壓。
全波整流是兩個疊加起來的半波整流,它的電壓和電流的脈動要小得多,所以得到廣泛的應(yīng)用。輸出直流電壓=0.9倍輸入交流電壓。 - 整流二極管損壞后,可以用同型號的整流二極管或參數(shù)相同其它型號整流二極管代換。
通常,高耐壓值(反向電壓)的整流二極管可以代換低耐壓值的整流二極管,而低耐壓值的整流二極管不能代換高耐壓值的整流二極管。整流電流值高的二極管可以代換整流電流值低的二極管,而整流電流值低的二極管則不能代換整流電流值高的二極管。
檢查方法,首先將整流器中的整流二極管全部拆下,用萬用表的100×R或1000×R歐姆檔,測量整流二極管的兩根引出線(頭、尾對調(diào)各測一次)。若兩次測得的電阻值相差很大,例如電阻值大的高達(dá)幾百KΩ到無窮大,而電阻值小的僅幾百Ω甚至更小,說明該二極管是好的(發(fā)生了軟擊穿的二極管除外)。若兩次測得的電阻值幾乎相等,而且電阻值很小,說明該二極管已被擊穿損壞,不能使用。如果兩次測量的阻值都是無窮大,說明此二極管已經(jīng)內(nèi)部斷開,不能使用。
- 最高工作頻率fm:它是二極管在正常情況下的最高工作頻率。主要由PN結(jié)的結(jié)電容及擴(kuò)散電容決定,若工作頻率超過fm,則二極管的單向?qū)щ娦阅軐⒉荒芎芎玫伢w現(xiàn)。例如1N4000系列二極管的fm為3kHz。另有快恢復(fù)二極管用于頻率較高的交流電的整流,如開關(guān)電源中。
反向恢復(fù)時間trr:指在規(guī)定的負(fù)載、正向電流及最大反向瞬態(tài)電壓下的反向恢復(fù)時間。
零偏壓電容CO:指二極管兩端電壓為零時,擴(kuò)散電容及結(jié)電容的容量之和。值得注意的是,由于制造工藝的限制,即使同一型號的二極管其參數(shù)的離散性也很大。手冊中給出的參數(shù)往往是一個范圍,若測試條件改變,則相應(yīng)的參數(shù)也會發(fā)生變化,例如在25°C時測得1N5200系列硅塑封整流二極管的IR小于10uA,而在100°C時IR則變?yōu)樾∮?00uA。