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开关电源中的基本元件——《整流器》

发表时间:2021-06-10 09:00

整流器

整流器,现在我们习惯称之为整流二极管,它是一个双端半导体元件。在理想情况下,它在一个方向(正向导通)上能完全流过电流,同时反方向时电流被阻断。因此,它被认为是开关器件,因为当电压极性反向时,它将电流从“接通”切换到“断开”。然而,在实际应用中是非理想的: 一是二极管导通时电压降不为零(虽然接近于零),二是反向偏置时仍存在一定的漏电流,如图3.8所示。请注意,图的右半部分和左半部分的横坐标电压比例是完全不同的。在左侧,击穿电压(VBR )取决于整流二极管类型和耐压等级,是个较高的电压值,而右侧正向电压(VD)是低得多的值,通常以mV为单位。

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图3.7   电容阻抗是频率的函数, 它描述了ESL和ESR的影响



图3.8   整流二极管的正向和反向特性(也即伏安曲线),可以看到它并非理想的元件


在高速开关电路中,二极管还有另一个十分重要的参数,称之为反向恢复时间。 二极管在电压突然反向时需要一个很短的时间来阻断电流的流动。 而在这个反向恢复时间内会有较大瞬态电流在相反的方向流动,该电流的大小和持续时间取决于二极管的类型,以及反向截止时正向电流的大小和反向速率。与所有其他基本器件一样,在电源设计中也有许多不同类型的整流二极管可供选择,它们的性能成本各不相同,图3.9对不同整流二极管最重要的一些特性进行了比较。

图3.9    各种整流二极管关键特性比较


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