Reverse Recovery diodo PN

[edomar]

Salve a tutti, avrei bisogno di un chiarimento.
Studiando il fenomeno del riverse recovery del diodo della cella canonica di commutazione (interruttore comandato - diodo - capacità e induttanza di filtro) mi è sorto un dubbio.

Alla fine della fase di storage nel diodo circola la corrente di reverse ricovery Irr mentre la carica forward si è annullata. A questo punto avviene la commutazione di stato, il diodo passa istantaneamente dalla conduzione all'interdizione e ha inizio la fase della transition.
Il diodo si ritrova così ad essere impossibilitato a condurre la corrente Irr.

A questo punto non capisco bene ciò che accade: il prof. ha detto che la variazione di corrente è molto brusca, teoricamente a gradino, e che la capacità parassita in parallelo al diodo aiuta in parte tale annullamento di corrente. Come? Se il diodo è interdetto la corrente non deve comunque passare interamente nella capacità parassita non eliminando il problema della variazione istantanea?

Inoltre, quali sono gli effetti prodotti? Il prof. ha detto che essi consistono nell'irraggiamento di energia elettromagnetica perché il diodo si comporta da antenna di corrente ma la presenza dell'induttanza parassita della maglia di commutazione non dovrebbe portare a sovratensioni disastrose?

Mi rendo conto di essere un po' confuso, spero possiate darmi una mano..
PS: parlo del diodo a giunzione semplice, senza lo strato di intrinseco I che ha un soft recovery

[IsidoroKZ]

Per rispondere a me servirebbe uno schema e un disegno delle forme d'onda, non ho capito bene a che circuito fai riferimento.

[edomar]

Hai perfettamente ragione, cerco di spiegare tutto nel modo più chiaro possibile.

Il circuito a cui faccio riferimento è la cella canonica di commutazione, per quale suppongo che il diodo di freewheeling sia una semplice giunzione pn con drogaggio perfettamente omogeneo di ciascun estrinseco:

Il fenomeno che voglio studiare è il reverse recovery del diodo che si manifesta nel passaggio dalla conduzione all'interdizione, quindi al turn-ON dell'interruttore.

La commutazione inizia con la transizione di corrente durante la quale le tensioni ai capi di diodo e interruttore sono costanti e pari al valore dello stato di OFF, mentre le correnti variano: quella dell'interruttore aumenta portandosi da 0 al valore Il della corrente induttiva, quella del diodo decresce da Il a 0.
A causa della non idealità dinamica del diodo, quando la corrente di anodo è nulla esso è ancora in conduzione perché il segno della quantità di carica spaziale è ancora >0. La relazione tra corrente di anodo e carica spaziale è di tipo integrativo e, quindi, in risposta a un forzamento di corrente a rampa, la carica assume l'andamento di una rampa ritardata.
Se il diodo è ancora in conduzione la corrente continua a decrescere fino a cambiare segno e contestualmente la carica forward decresce fino ad annullarsi. Questa è la fase di storage.

I miei dubbi riguardano la fase successiva allo storage, quella della transition che non ho riportato in figura.
Al termine dello storage il diodo che conduceva la corrente di reverse recovery Irr commuta il proprio stato e si manifesta una capacità parassita di giunzione, il cui andamento in funzione della tensione di polarizzazione inversa è la seguente:

Il diodo, interdetto, non può più condurre la corrente Irr che si annulla bruscamente. In che modo la presenza della capacità parassita di giunzione aiuta in parte l'annullamento della corrente?
Ho cercato di darmi una spiegazione: solo parte della Irr viene condotta dalla capacità parassita che caricandosi innalza bruscamente la tensione di polarizzazione inversa. L'effetto è quello di ridurre l'ampiezza del salto di corrente. è corretto?

Ho poi degli ulteriori dubbi riguardo gli effetti prodotti da questo brusco annullamento di corrente.
Nella maglia di commutazione, soprattutto in una struttura di conversione di potenza (dimensioni rilevanti), è presente un'induttanza parassita. Se la derivata di corrente imposta durante transizione di corrente e storage non produce una caduta induttiva rilevante, la derivata di corrente che si manifesta al termine dello storage non può che produrre una sovratensione mostruosa. è corretto?
In termini di compatibilità elettromagnetica poi, il diodo dovrebbe comportarsi come un'antenna di corrente producendo emissioni di energia elettromagnetica nell'ambiente circostante. Queste in parte vengono irradiate, in parte condotte e dissipate dai fenomeni risonanti successivi che si manifestano nella maglia di commutazione. Anche questo è corretto?

Per questi motivi si evidenzia l'incompatibilità di una struttura di questo genere e la necessità di inserire uno snubber che attenui gli effetti della discontinuità di corrente al termine dello storage.

Ho cercato di fornire la mia visione completa della questione. Spero tu possa risolvere i miei dubbi. Grazie anticipatamente.

[edomar]

Qualcuno mi sa aiutare?