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PI - Qspeed™-Dioden von POWER INTEGRATIONS: Hohe Effizienz mit niedriger EMI

Qspeed-Dioden bieten durch ihren Silizium-basierten Prozess eine extrem niedrige Sperrverzögerungsladung (QRR) mit einem sehr weichen Sperrverzögerungsverlauf. Zusammen ermöglicht dies die Optimierung der Effizienz und der EMI-Eigenschaften von Stromwandlungsschaltungen. Qspeed-Dioden sind ideal für PFC-Schaltungen im CCM-Betrieb und als Ausgangsdioden für den hart schaltenden Betrieb. In PFC-Schaltungen können Qspeed-Dioden eine mit Siliziumkarbid-Dioden (SiC) vergleichbare Schaltleistung zu deutlich geringeren Kosten erzielen.

Wird eine Silizium-PN-Diode in Sperrrichtung betrieben und schaltet sich ab, fällt der Strom auf 0 ab und fließt dann kurzzeitig durch die Diode zurück, da der PN-Übergang vom leitenden in den Sperrzustand umgeschaltet wird. Das Produkt von Zeit und negativer Stromstärke (d. h. die Fläche unter der Kurvendarstellung der momentanen Stromstärke in Abhängigkeit von der Zeit während der Kommutierung) wird als Sperrverzögerungsladung bzw. als QRR bezeichnet. Die QRR fließt durch andere Komponenten des Systems in die Masse ab und es entsteht ungenutzte Energie in Form von Wärme. Hierdurch reduziert sich die Effizienz und die Temperatur von angeschlossenen teuren Komponenten - wie z. B. MOSFETs - erhöht sich. Qspeed-Dioden haben unter den preisgünstigen Siliziumdioden die niedrigste QRR. Sie verdrängen ultraschnelle Siliziumdioden in PFC- und Gleichrichteranwendungen, bei denen es auf hohe Effizienz oder niedrige Temperaturen ankommt, und sie ersetzen Siliziumkarbid-Dioden in Anwendungen mit aggressiven Kostenzielen.

Der Sperrverzögerungsverlauf einer Diode generiert elektrisches Rauschen (EMI), das auf ein niedriges Niveau heruntergefiltert werden muss, um Störungen des Wechselstromnetzes und der Last der Stromversorgung durch Leitung oder Abstrahlung auf benachbarte Systeme zu verhindern. Qspeed-Dioden schalten sehr weich: die Wellenform ist im Wesentlichen sinusförmig ohne hochfrequente Oberschwingungen und reduziert daher die durch Leitung und Strahlung verbreiteten EMI-Emissionen. Dadurch werden Größe, Kosten, Gewicht und der Aufwand für EMI-Filter-Hardware sowie die mit der EMI-Reduktion in Zusammenhang stehenden Prototyping- und Entwicklungskosten reduziert.

Qspeed-Dioden bieten hervorragende Leistung ohne die Kosten für exotische Materialien und ermöglichen daher hocheffiziente und kostengünstige Auslegungen. Qspeed-600 V-Dioden sind in drei Produktfamilien verfügbar: Die X-Serie ist für geringe Kosten und hohe Effizienz bei Schaltfrequenzen unter 80 kHz optimiert und die Q- and H-Serien sind für den Einsatz oberhalb von 80 kHz bestimmt. Die Q-Serie ist die weichste mit den besten EMI-Eigenschaften. Die H-Serie hat den geringsten Durchlassspannungsabfall (VF) und QRR und bietet die höchste Effizienz. Neben den 600 V-Produkten bieten die Qspeed-300 V-Dioden das beste Schaltverhalten ihrer Klasse für Gleichrichter- und Audioanwendungen.

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