在AC/DC開關(guān)電源中,整流橋模塊是前端整流的**部件。以服務(wù)器電源為例,輸入85-264V AC經(jīng)整流橋轉(zhuǎn)換為高壓直流(約400V DC),再經(jīng)PFC電路和LLC諧振拓?fù)浣祲褐?2V/48V。整流橋的選型需考慮輸入電壓范圍、浪涌電流及效率要求。例如,1000W電源通常選用35A/1000V的整流橋模塊,其導(dǎo)通壓降≤1.2V,以降低損耗(總損耗約4.2W)。高頻應(yīng)用下,需選用快恢復(fù)二極管以減少反向恢復(fù)損耗——在100kHz的CCM PFC電路中,SiC二極管整流橋的效率可比硅基產(chǎn)品提升3%。此外,模塊的散熱設(shè)計(jì)至關(guān)重要:自然冷卻時(shí)需保證熱阻≤2℃/W,強(qiáng)制風(fēng)冷(風(fēng)速2m/s)下可提升至1℃/W,確保結(jié)溫不超過(guò)125℃。該全波整流橋采用塑料封裝結(jié)構(gòu)(大多數(shù)的小功率整流橋都是采用該封裝形式)。河北國(guó)產(chǎn)整流橋模塊代理品牌
集成傳感器與通信接口的智能整流橋模塊成為趨勢(shì):?溫度監(jiān)測(cè)?:內(nèi)置NTC熱敏電阻(如10kΩB值3435),精度±1℃;?電流采樣?:通過(guò)分流電阻或霍爾傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)正向電流;?故障預(yù)警?:基于結(jié)溫與電流數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)壽命(如結(jié)溫每升高10℃,壽命減半)。例如,德州儀器的UCC24612芯片可配合整流橋模塊實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)熱管理,當(dāng)檢測(cè)到過(guò)溫時(shí)自動(dòng)降低輸出電流20%,避免熱失控。023年全球整流橋模塊市場(chǎng)規(guī)模約45億美元,主要廠商包括英飛凌(20%份額)、安森美(15%)、三菱電機(jī)(12%)及中國(guó)士蘭微(8%)。技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)焦點(diǎn):?高頻化?:支持MHz級(jí)開關(guān)頻率(如GaN整流模塊);?高集成?:將整流橋與MOSFET、驅(qū)動(dòng)IC封裝為IPM(智能功率模塊);?低成本化?:改進(jìn)芯片切割工藝(如激光隱形切割將晶圓利用率提升至95%)。預(yù)計(jì)到2030年,SiC/GaN整流橋模塊將占據(jù)30%市場(chǎng)份額,中國(guó)廠商在光伏與電動(dòng)汽車領(lǐng)域的本土化供應(yīng)能力將***增強(qiáng)。山東整流橋模塊代理品牌傳統(tǒng)的多脈沖變壓整流器采用隔離變壓器實(shí)現(xiàn)輸入電壓和輸出電壓的隔離,整流變壓器的等效容量大,體積龐大。
根據(jù)控制方式,整流橋模塊可分為不可控型(二極管橋)與可控型(晶閘管橋)。不可控整流橋成本低、可靠性高,但輸出直流電壓不可調(diào),典型應(yīng)用包括家電電源和LED驅(qū)動(dòng)。可控整流橋采用晶閘管(SCR)或IGBT,通過(guò)調(diào)整觸發(fā)角實(shí)現(xiàn)電壓調(diào)節(jié),例如在電鍍電源中可將輸出電壓從0V至600V連續(xù)控制。技術(shù)演進(jìn)方面,傳統(tǒng)鋁基板整流橋逐漸被銅基板取代,熱阻降低40%(如從1.5℃/W降至0.9℃/W)。碳化硅(SiC)二極管的應(yīng)用進(jìn)一步提升了高頻性能——在100kHz開關(guān)頻率下,SiC整流橋的損耗比硅基產(chǎn)品低60%。此外,智能整流橋模塊集成驅(qū)動(dòng)電路與保護(hù)功能(如過(guò)溫關(guān)斷和短路保護(hù)),可簡(jiǎn)化系統(tǒng)設(shè)計(jì),如英飛凌的CIPOS系列模塊將整流與逆變功能集成于單封裝內(nèi)。
IGBT模塊的開關(guān)過(guò)程分為四個(gè)階段:開通過(guò)渡(延遲時(shí)間td(on)+電流上升時(shí)間tr)、導(dǎo)通狀態(tài)、關(guān)斷過(guò)渡(延遲時(shí)間td(off)+電流下降時(shí)間tf)及阻斷狀態(tài)。開關(guān)損耗主要集中于過(guò)渡階段,與柵極電阻Rg、直流母線電壓Vdc及負(fù)載電流Ic密切相關(guān)。以1200V/300A模塊為例,其典型開關(guān)頻率為20kHz時(shí),單次開關(guān)損耗可達(dá)5-10mJ。軟開關(guān)技術(shù)(如ZVS/ZCS)通過(guò)諧振電路降低損耗,但會(huì)增加系統(tǒng)復(fù)雜性。動(dòng)態(tài)參數(shù)如米勒電容Crss影響dv/dt耐受能力,需通過(guò)有源鉗位電路抑制電壓尖峰?,F(xiàn)代模塊采用溝槽柵+場(chǎng)終止層設(shè)計(jì)(如富士電機(jī)的第七代X系列),將Eoff損耗減少40%,***提升高頻應(yīng)用效率。在直流輸出引腳銅板間有兩塊連接銅板,他們分別與輸入引**流輸入導(dǎo)線)相連。
常見封裝包括GBJ(螺栓式)、GBPC(平板式)和DIP(直插式)三大類。以GBPC3510為例,"35"**35A額定電流,"10"表示1000V耐壓等級(jí)。散熱設(shè)計(jì)需考慮:1)導(dǎo)熱硅脂的接觸熱阻(應(yīng)<0.2℃·cm2/W);2)散熱器表面粗糙度(Ra≤3.2μm);3)強(qiáng)制風(fēng)冷時(shí)的氣流組織。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明,模塊結(jié)溫每升高10℃,壽命將縮短50%。因此工業(yè)級(jí)模塊往往采用銅基板直接鍵合(DBC)技術(shù),使熱阻低至0.5℃/W。除常規(guī)的電壓/電流參數(shù)外,還需關(guān)注:1)浪涌電流耐受能力(如100A模塊需承受8.3ms/600A的非重復(fù)浪涌);2)反向恢復(fù)時(shí)間(快恢復(fù)型可<50ns);3)絕緣耐壓(輸入-輸出間需通過(guò)AC2500V/1min測(cè)試)。在變頻器應(yīng)用中,需選擇具有軟恢復(fù)特性的二極管以抑制EMI。根據(jù)IEC 60747標(biāo)準(zhǔn),整流橋的MTBF(平均無(wú)故障時(shí)間)應(yīng)>100萬(wàn)小時(shí)。選型時(shí)建議留出30%余量,例如380VAC系統(tǒng)應(yīng)選用至少600V耐壓的模塊。整流橋的選型也是至關(guān)重要的,后級(jí)電流如果過(guò)大,整流橋電流小,這樣就會(huì)導(dǎo)致整流橋發(fā)燙嚴(yán)重。吉林整流橋模塊大概價(jià)格多少
整流橋可以有4個(gè)單獨(dú)的二極管連接而成。河北國(guó)產(chǎn)整流橋模塊代理品牌
整流橋模塊的性能高度依賴材料與封裝工藝。二極管芯片多采用擴(kuò)散型或肖特基結(jié)構(gòu),其中快恢復(fù)二極管(FRD)的反向恢復(fù)時(shí)間可縮短至50ns以下。封裝基板通常為直接覆銅陶瓷(DBC),氧化鋁(Al?O?)或氮化鋁(AlN)基板的熱導(dǎo)率分別為24W/m·K和170W/m·K,后者可將模塊結(jié)溫降低30℃以上。鍵合線材料從鋁轉(zhuǎn)向銅,直徑達(dá)500μm以提高載流能力,同時(shí)采用超聲波焊接減少接觸電阻。環(huán)氧樹脂封裝需通過(guò)UL 94 V-0阻燃認(rèn)證,并添加硅微粉增強(qiáng)導(dǎo)熱性(導(dǎo)熱系數(shù)1.2W/m·K)。例如,Vishay的GBU系列整流橋采用全塑封結(jié)構(gòu),工作溫度范圍-55℃至150℃,防護(hù)等級(jí)達(dá)IP67。未來(lái),銀燒結(jié)技術(shù)有望取代焊料連接,使芯片與基板間的熱阻再降低50%。河北國(guó)產(chǎn)整流橋模塊代理品牌