二极选型注意点
(1)最大正向直流电流IFM 在整流应用中,二极管正向导通时允 许通过的最大电流,它反应一个管子所能承受的最大电流,如果在电路实际工作电流超过了最大正向直流电流,管子迅速发热可能烧坏PN结,使管子永久损坏。因此,在设计整流电路时不仅要看管子的反向耐压,而且应计算正向导通时流过的电流,合理选择正向电流也适合的管子。
(2)最高反向工作电压VRWM 由于二极管会发生反向击穿,一旦管子击穿形成短路就有很大的反向电流,就意味着管子此时失去了单向导电性并可能导致二极管损坏。所以每种管子都规定一个比反向击穿电压低的最高反向工作电压VRWM ,在实际工作中,只要反向电压的峰值电压不超过最高反向工作电压,管子就可安全地工作。最高反向工作电压是承受加在管子上反向电压(峰值)的最大限额,不允许超过。
(3)反向恢复时间Trr 反向恢复过程的物理实质是PN结正偏时扩散区积累的非平衡载流子的消散过程和PN结空间电荷区势垒电容的放电过程。主要影响表现为,当二极管两端电压从正向负跳时,二极管电流并不立即变为PN结反向电流Io,而变为相当大的反向电流Ir,并在一段时间ts内维持不变,然后开始下降,经过时间ts后,最终趋于二极管的反向电流值Io。在脉冲频率较高的脉冲整流电路中,必须考虑二极管的反向恢复时间。
(4)反向饱和电流Io 反向饱和电流只由少数载流子漂移产生,其值基本上不随反偏压增大而上升。反向饱和电流的大小反映了二极管的性能,其值越小越好。在整流应用中,反向饱和电流值会影响二极管的可靠性,因为在反向偏压一定的情况下,反向饱和电流的大小决定了二极管本身的功耗,反向饱和电流越大,管子本身消耗的功耗越大,管子就会发热,从而影响了管子长时间的使用。
(5)正向电压VFM 一般来说,单纯的PN结的正向电压硅结为0.7V左右,锗结为0.2V左右,但实际的二极管的正向电压都会大于此值。这是因为要了获得各种性能的PN结,制造商在设计PN结时,都会对PN结的结构和掺杂进行一系列的变化,因而得出了各种各样的正向压降。正向压降最高可达3V以上。而且同一管子中通过的正向电流不同时,正向压降也是不同的。正向压降的值是尽可能越小越好。正向电压越大,在管子上消耗的功耗越大,不仅影响电路的性能,而且影响管子的可靠性。
以上为二极管的主要参数,一般电路设计师都会要求器件制造商必须满足这些要求,并作为技术规范提供给器件制造商。除了这些参数,各种特殊的二极管还有它们的一些特殊参数,如稳压二极管的稳压电流值、变容二极管的在不同偏压下和频率下的电容值、瞬态电压抑制二极管的抑制电压值、低温度系数二极管的温度系数等等。
下面是具有某些参数的二极管使用时的一些建议:
1、 在实际使用中等容量(1A左右)的二极管是靠引线来散热,因此引脚的长度不要剪得太短,应保持在3cm以上,大容量二极管,在周围环境温度超过50℃时,电流规范值就须降低使用,最好是不要使用在周围附近有发热器件的地方。
2、 在用大电容器做滤波负载时,二极管短时间允许冲击电流也是重要参数,即我们通常说的浪涌电流参数。一般要在10ms内允许正向冲击电流为正向电流的20~50倍。
3、接有感性负载的整流管的反向耐压的余量也应该足够大,因为在接通和断开电源时,感性负载也会产生极高的浪涌电压。
对一具体的管子,不是每种参数都会要求,不同的管子可根据具体的使用条件要求各有不同。电路设计师可提出具体的参数要求给相关部门或器件制造商,选择合适的管子。
二极管的使用建议
二极管的种类、型号很多,不同的电路选用根据要求选用合适的管子是一项重要而又难度较高的工作,下面从器件性能价格比、器件性能与电路的适应性基础上提出一些建议供参考。
(1)选择整流二极管时,除了了解正常的输入输出电压电流、所使用的整流电路的形式外,还应注意输入端是否直接与电网相连,输出端是否接有大的容性或感性负载,并考虑产生的浪涌的频率与大小来选择合适的整流二极管并采取适当的保护措施。另外,还要考虑输入电压的频率,如开关电源的次级整流,需要选用快速整流二极管,这对整流效率或者pwm模块的FET都是有利的。
(2)稳压二极管在常用的并联稳压电路中,输出电压就是稳压管的稳定电压,当负载开路时,这个电流应小于稳压管的最大稳定电流;
(3)变容二极管在不同的偏压下(测试频率一定的情况下)容量是不一样的,并且偏压从小到大变化时容量的变化率要求是一额定值。
(4)tvs使用时主要是选择反向工作电压须大于保护器件的工作电压,抑制电压须小于保护器件的最大安全电压,额定瞬态功率大于被保护器件或线路可能出现的最大瞬态浪涌功率。
下面是二极管可靠性使用中的一些的建议:
(1)低于二极管的标称额定值使用。最大额定值通常指绝对最大额定值,任何使用和测试时不允许超过最大额定值即使是瞬间也不允许,否则会引起二极管电性能退化,寿命缩短,甚至损坏。二极管的最大额定值包括:最大整流电流,这是指二极管长期安全工作时允许通过二极管的正向平均电流的最大值。因为电流流过二极管的PN结要耗散一定的功率,使PN结的温度升高。当电流太大时,会烧坏PN结。最高反向工作电压,它指允许加在二极管上的反向电压的最大值,反映了二极管对反向电压的承受能力。使用时如果超过这一电压,二极管就有被击穿的危险。最高反向工作电压下的反向电流。从理论上讲,二极管反向偏置时不导通,但实际的二极管加上反向电压时总会有很小的反向电流。使用中,如果反向电流超过最高反向电压的反向电流,二极管就会因过热而烧毁。二极管的反向电流应越小越好。
(2)降额使用 二极管的降额主要是针对电应力和热应力降额,整流和稳压二极管功率降额到40%,正向电流也降额到40%。器件的温度应力主要由其功耗和环境温度所产生。温度应力影响的表现时管子的结温的变化。塑料封装硅二极管最高结温为125℃,使用中应避免结温超过此值。
在对二极管的功率、电压或电流降额使用的同时,不要忘记了对电路中可能出现的各种浪涌电压或电流进行抑制和吸收。事实表明,由许多器件的毁坏型失效都是在功耗和浪涌电压(电流)的双重作用下引起的。因此在整流电路中的二极管应用也应该考虑输入输出的浪涌保护。
在对二极管进行代用时须考虑最大电流、最高反向电压和反向恢复时间等三个参数,一定要同时满足使用原管电路的要求
本文来自:我爱研发网(52RD.com) - R&D大本营
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补充 :
整流二极管的选用原则
整流二极管一般为平面型硅二极管,用于各种电源整流电路中。
选用整流二极管时,主要应考虑其最大整流电流、最大反向工作电流、截止频率及反向恢复时间等参数。
普通串联稳压电源电路中使用的整流二极管,对截止频率的反向恢复时间要求不高,只要根据电路的要求选择最大整流电流和最大反向工作电流符合要求的整流二极管即可。例如,1N系列、2CZ系列、RLR系列等。
开关稳压电源的整流电路及脉冲整流电路中使用的整流二极管,应选用工作频率较高、反向恢复时间较短的整流二极管(例如RU系列、EU系列、V系列、1SR系列等)或选择快恢复二极管。
整流二极管的选用
整流二极管一般为平面型硅二极管,用政协委员 种电源整流电路中。
选用整流二极管时,主要应考虑其最大整流电流、最大反向工作电流、截止频率及反向恢复时间等参数。
普通串联稳压电源电路中使用的整流二极管,对截止频率的反向恢复时间要求不高,只要根据电路的要求选择最大整流电流和最大反向工作电流符合要求的整流二极管即可。
开关稳压电源的整流电路及脉冲整流电路中使用的整流二极管,应选用工作频率较高、反向恢复时间较短的整流二极管或选择快恢复二极管。
整流二极管的代换
整流二极管损坏后,可以用同型号的整流二极管或参数相贩其它型号整流二极管代换。
通常,高耐压值(反向电压)的整流二极管可以代换低耐压值的整流二极管,而低耐压值的整流二极管不能代换高耐压值的整流二极管。整流电流值高的二极管可以代换整流电流值低的二极管,而整流电流值低的二极管则不能代换整流电流值高的二极管。
不同种类二极管如何选用
1.检波二极管的选用 检波二极管一般可选用点接触型锗二极管,例如2AP系列等。选用时,应根据电路的具体要求来选择工作频率高、反向电流小、正向电流足够大的检波二极管。
2.整流二极管的选用 整流二极管一般为平面型硅二极管,用于各种电源整流电路中。
选用整流二极管时,主要应考虑其最大整流电流、最大反向工作电流、截止频率及反向恢复时间等参数。
普通串联稳压电源电路中使用的整流二极管,对截止频率的反向恢复时间要求不高,只要根据电路的要求选择最大整流电流和最大反向工作电流符合要求的整流二极管即可。例如,1N系列、2CZ系列、RLR系列等。
开关稳压电源的整流电路及脉冲整流电路中使用的整流二极管,应选用工作频率较高、反向恢复时间较短的整流二极管(例如RU系列、EU系列、V系列、1SR系列等)或选择快恢复二极管。
3.稳压二极管的选用 稳压二极管一般用在稳压电源中作为基准电压源或用在过电压保护电路中作为保护二极管。
选用的稳压二极管,应满足应用电路中主要参数的要求。稳压二极管的稳定电压值应与应用电路的基准电压值相同,稳压二极管的最大稳定电流应高于应用电路的最大负载电流50%左右。
4、开关二极管的选用 开关二极管主要应用于收录机、电视机、影碟机等家用电器及电子设备有开关电路、检波电路、高频脉冲整流电路等。
中速开关电路和检波电路,可以选用2AK系列普通开关二极管。高速开关电路可以选用RLS系列、1SS系列、1N系列、2CK系列的高速开关二极管。要根据应用电路的主要参数(例如正向电流、最高反向电压、反向恢复时间等)来选择开关二极管的具体型号。
5、变容二极管的选用 选用变容二极管时,应着重考虑其工作频率、最高反向工作电压、最大正向电流和零偏压结电容等参数是否符合应用电路的要求,应选用结电容变化大、高Q值、反向漏电流小的变容二极管。
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