如何选择最适宜的二极管？

  单相PFC电路输入电压为交流230V，电流为7A，输入标准功率为1.6kW。为了简化计算，我们认为电流波形为矩形波，占空比恒定为0.5，幅值为10A(矩形波的有效值为。
  得到必要的参数有助于对功率损耗有一个大概的了解。选择好合适的器件之后，最好测一下它的动态损耗，来验证理论假设的正确性。
  表1中的结果是通过在相同的工作条件下测量出来的，这样我们就可以直接对这几种不同类型的二极管进行比较。

  有了测量值和计算值以后，我么就可以根据给定的设计参数选择适宜的二极管。根据二极管的功率损耗计算方式式和表2中的数值，图1给出了二极管的总功率损耗和开关频率的关系曲线。从图中可以看出，开关频率大于50kHz时，串联型二极管的损耗最低。100kHz时，DSEP 9-06CR的损耗只有单个芯片二极管的80%。因此为了提高整个电路的效率，我们可以选择串联型二极管。
  图2给出了最大允许温度和开关频率的关系曲线，同样应用了表1中的数值。结温被设定在150℃，这个温度要低于IXYS HiPerFRED二极管的最高温度175℃。尺寸最大的二极管(DSEP30-06B)需要最低的散热条件，因此当周围温度比较高，散热有问题的时侯，这种二极管比较适用。大于80kHz时，串联型二极管DSEP 9-06CR的性能要优于较小的DSEP8-06A单芯片二极管。这是因为在这个图中，只出现了二极管的损耗，它们之间的交叉点要高于图1中的点，因此在二极管的总损耗中，开通损耗要占绝大部分。
  当开关频率在50kHz到100kHz范围内(大部分PFC电路中所用的频率)时，必须根据设计的要求来选择二极管。如果开关频率已经固定，散热又没有问题，DSEP 8-06A是首选，因为它相对比较便宜。如果开关器件还没有选择好，那么可以尝试选择中联型二极管，因为它可以减少开关的开通损耗。就这点来看，同单芯片二极管和较大的晶体管相比。总的成本可以降低下来，如果开关频率大于100kHz，或者系统要求高效率，那么无疑要选择串联型二极管了。有源吸收网络在主开关管开通之前给二极管的结电容放电，我们可以去掉这个吸收网络，这样，主开关管的漏电流就不存在比较大的反向恢复电流，用低反向恢复电流的串联型二极管取代传统的整流桥，在不加辅助电路的情况下，也可以起到同样的效果。
  有竞争力类型的二极管同IXYS串联型二极管06EP相比，需要较低的散热条件。这是因为它的反向恢复时间非常短，根据式(1)，它的损耗也比较低，但这种快速的关断特性付出的代价是存在如图3所示的EMC问题，DSEP9-06CR关断比较慢但比较软，几乎可以忽略振荡。图4表明，同单芯片二极管DSEP8-06A相比，它具有良好的反向恢复特性。
  当把若干个器件串联时，需要保证电压均衡。这可以通过给每一个单个器件并联一个RC吸收网络，电阻实现静态电压均衡，电容实现动态电压均衡。根据上面的介绍，单封装、串联型二极管不再需要外围的网络。集成在一个外壳内的芯片都实现了比较好的匹配，它们之间参数的差异也比较小。静态、动态电压均衡测试保证了器件的安全性，因此串联型二极管可以取代单芯片二极管，而不必再受附加电路的限制和制约。
  根据不同的开关频率就有不同的优化方法。在低频场合，单芯片二极管是首选，因为它有较低的静态损耗。在中等频率范围内，使用者必须根据所要求的性能指标来选择合适的二极管。如果需要低损耗，单芯片器件可能是最佳选择、但也可以考虑较好性能的串联型二极管，因为使用它以后可以选择定额小的开关管，这样就可以降低总的成本。如果周围的环境温度比较高，散热能力又比较差，这时可以选择具有较大尺寸，散热特性比较好的器件。选用低动态参数的串联型二极管可以提高整个系统的效率，因此，在高频甚至更高频率的场合，这种二极管应该是最佳选择。



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