介绍整流二极管的参数及选择原则

2024-11-04 辰达行官网
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整流二极管是将交流电(AC)转换为直流电(DC)的关键器件,广泛应用于电源适配器、逆变器、开关电源、充电器等电路中。不同应用对整流二极管的性能要求不同,因此合理选择合适的二极管至关重要。本文中辰达行来为大家介绍整流二极管的参数及选择原则,希望对各位工程师朋友有所帮助。

一、整流二极管的关键参数

1. 正向压降(Forward Voltage Drop, VF)

正向压降指二极管导通时两端的电压降。常见的硅整流二极管的VF约为0.7V,而肖特基二极管的VF较低,一般为0.15V~0.45V。较低的正向压降有助于减少导通损耗,提高电路效率。

选择建议:对于高效率应用(如开关电源),应优先选择肖特基二极管。


2. 最大平均整流电流(IF(AV))

这是二极管在稳态工作下,能够长时间承载的最大平均电流。该参数决定了二极管的电流承载能力,在设计中需要根据电路的负载电流来选择。

选择建议:二极管的IF(AV)应至少为实际工作电流的1.2倍,以增加设计裕度。


3. 反向峰值电压(Peak Inverse Voltage, PIV 或 VRRM)

反向峰值电压是指二极管在反向工作时能够承受的最大电压。在实际电路中,整流二极管需要阻挡输入交流电的反向电压,因此PIV必须大于电路中的最大反向电压。

选择建议:反向峰值电压应至少为输入交流电峰值电压的2倍,以应对突波和过压情况。


4. 反向恢复时间(Reverse Recovery Time, trr)

当二极管从正向导通状态切换到反向阻断状态时,二极管内部的少数载流子需要一定时间才能复位,这段时间称为反向恢复时间。trr较大的二极管会导致电路中的电压尖峰和开关损耗增加。

选择建议:高频应用(如开关电源)应选择反向恢复时间较短的二极管,如肖特基二极管或超快恢复二极管


5. 漏电流(Reverse Leakage Current, IR)

漏电流是指二极管在反向偏置状态下流过的微小电流。理想情况下,漏电流应接近于零,但在实际应用中,漏电流会随温度升高而增加。

选择建议:在低功耗和高可靠性要求的电路中,选择漏电流较小的二极管,以降低待机功耗。


6. 工作温度范围(Operating Temperature Range)

二极管的性能随温度变化,因此需要确保器件在极端温度环境下仍能稳定工作。常见的整流二极管支持的工作温度范围在-55℃到+150℃之间。

选择建议:根据应用环境,选择具有合适温度范围和耐高温性能的二极管。


二、整流二极管的选择原则

1. 根据电路的工作频率选择

低频应用:如50Hz/60Hz的市电整流,可以选择标准硅整流二极管。

高频应用:如开关电源和逆变器电路,需要选择反向恢复时间短的二极管,如超快恢复二极管或肖特基二极管。


2. 根据电流和电压需求选择

电流需求:二极管的最大平均电流(IF(AV))应比电路中的最大工作电流高20%以上。

电压需求:反向峰值电压(PIV)应至少为输入电压峰值的2倍,确保二极管不会因电压瞬变而击穿失效。


3. 功耗与效率的考虑

在要求高效率的电路中,低正向压降的肖特基二极管是首选,但肖特基二极管的反向漏电流较大,因此不适合长期待机功耗要求严格的电路。在低频电路中,普通硅二极管则是更经济的选择。


4. 热管理和封装形式的选择

高电流应用中,二极管的功耗较大,需要考虑散热问题。大功率整流二极管通常采用TO-220或TO-247封装,方便与散热器连接;小功率二极管则多采用SMA、SMB等表贴封装。

选择建议:根据电路的功耗情况,合理选择二极管封装,并设计合适的散热方案。


5. 成本与可靠性权衡

整流二极管的价格因种类和性能不同而异。在实际选型中,应根据应用场景和客户的预算需求,合理权衡成本与性能。例如,肖特基二极管虽然性能优异,但价格较高,适合对功耗和效率要求较高的场合;而硅二极管则更适合普通整流需求。


整流二极管在电子电路中扮演着至关重要的角色,其关键参数(如正向压降、反向峰值电压、反向恢复时间等)直接影响电路的性能和效率。在选择整流二极管时,应结合电路的工作频率、电流电压需求、散热条件和成本预算进行综合考虑。


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大电流低功耗电感定制

可定制电感最大电流100A,尺寸最小7 x 7 x 3.0mm到最大35 x 34 x 15.5 mm,工作频率100KHZ ~ 2MHZ,感值范围:0.15 ~ 100uh;支持大功率电感,扁平线电感,大电流电感,高频电感,汽车电感器,车规电感,一体成型电感等定制。

最小起订量: 5000 提交需求>

贴片LED二极管/灯珠定制

可定制LAMP LED、 CHIP LED、 PLCC LED、 汽车用车规级LED、COB LED的尺寸/电压/电流等参数,电压1.5-37V,电流5-150mA,波长470-940nm。

最小起订量: 30000 提交需求>

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