みなさん、こんにちは
パワーデバイス設計課の中松です。

今回のブログでは、ダイオードのせん頭サージ電流(I_FSM)についてお話ししたいと思います。

 

I_FSMは、図1のように商用周波数（50Hz or 60Hz）の正弦半波1サイクルでの最大許容電流値です。

 

図1　I_FSMの波形

 

I_FSMは電源投入時の突入電流（サージ電流）に対する耐量の指標となります。ここで突入電流が発生する一例を考えてみましょう。図2に一般的なPFC（力率改善）回路を示します。

 

図2　PFC回路

 

V_INはAC入力（商用電源）ですが、スイッチをOFFからONにした際、破線の経路でバイパスダイオードD1を通り、出力コンデンサに充電する経路で突入電流が流れます。そのため、D1には、突入電流の最大値よりも高いI_FSMが必要です。

D1を設けず、D_outにI_FSMが高いダイオードを選定すればよいのではないか？と思われるかもしれませんが、D_outはスイッチング動作する部分なので、一番優先されるスペックはI_FSMではなく、逆回復特性が優れている（リカバリ損失が少ない）ことになります。
そのため、突入電流対策としては、I_FSMが大きいD1を別途、設けることが一般的です。また、D1に突入電流をバイパスさせるために、D1のVFはD_outのVFよりも低いダイオードを選定します。

 

WTIではダイオードのI_FSM印加試験を実施することが可能です（~20Aの試験実績があります）。デバイス開発等で評価が必要であれば、ぜひお声がけください。

 

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