大功率二极管作用|功率二极管原理详解

发布者:深铭易购     发布时间:2019-12-23    浏览量:8073

大功率二极管是功率二极管的一种,它的最主要的特点就是较大的功率,使用大功率二极管能够使发光二极管在电子元件中的工作性能增强,能够提高电子元件或者电器的工作效率。比如在照明工程中,使用大功率的二极管,能够使照明工具的效率更加显著。因此,大功率二极管在生活中的作用要比普通的二极管用途的范围更加广泛。

功率二极管作用及用途

1、功率二极管是电力电子线路最基本的组成单元,他的单向导电性可用于电路的整流、箝位、续流。外围电路中二极管主要起防反作用,防止电流反灌造成期间损坏。


2、小信号二极管也可用作低功率,低电流(小于1安培)整流器或应用中的整流器,但小信号二极管的PN结涉及较大的正向偏置电流或较高的反向偏置阻断电压。最终会过热和熔化,因此使用更强大的功率二极管。


3、功率半导体二极管,简称为功率二极管,与其较小的信号二极管相比具有更大的PN结面积,从而实现高达数百安培(KA)的高正向电流能力和高达数百安培的反向阻断电压到几千伏(KV)。


4、由于功率二极管具有较大的PN结,因此不适用于1MHz以上的高频应用,但可提供特殊且昂贵的高频,高电流二极管。对于高频整流器应用,通常使用肖特基二极管,因为它们的反向恢复时间短,并且在正向偏置条件下具有低压降。


5、功率二极管提供不受控制的电源整流,用于电池充电和直流电源以及交流整流器和逆变器等应用。由于它们的高电流和电压特性,它们还可以用作续流二极管和缓冲网络。


6、功率二极管设计为具有欧姆分数的正向“导通”电阻,而其反向阻断电阻在兆欧范围内。一些较大功率的功率二极管设计为“螺柱安装”在散热器上,将其热阻降低到0.1到1 ℃/ Watt之间。


功率二极管原理

功率二极管可以如上单独使用或连接在一起以产生各种整流器电路,例如“半波”,“全波”或“桥式整流器”。每种类型的整流器电路可以被分类为不受控制的,半控制的或完全受控的,其中不受控制的整流器仅使用功率二极管,完全可控的整流器使用晶闸管(SCR),半控整流器是二极管和晶闸管的混合。


用于基本电子应用的最常用的单独功率二极管是通用型1N400x系列玻璃钝化型整流二极管,其标准额定值为1.0安培的连续正向整流电流,反向阻断电压额定值为1N4001的50v至1N4007的1000v小型1N4007GP是最受欢迎的通用电源电压整流。


功率二极管的基本特性:

1、静态特性 

功率二极管的静态特性主要是指其伏安特性,功率二极管的伏安特性曲线与普通小功率二极管基本一致,如图1所示。当功率二极管承受的正向电压大到一定值(门槛电压Uth),正向电流才开始明显增加,处于稳定导通状态。与正向电流If对应的功率二极管两端的电压Uf,即为其正向电压降。当功率二极管承受反向电压时,只有少子引起的微小而数值恒定的反向漏电流。



功率二极管的主要参数:

1.正向平均电流IF(AV) 

指功率二极管长期运行时,在指定的管壳温度(简称壳温,用Tc表示)和散热条件下,其允许流过的最大工频正弦半波电流的平均值。在此电流下,因管子的正向压降引起的损耗造成的结温升高不会超过所允许的最高工作结温。这也是标称其额定电流的参数。可以看出,正向平均电流是按照电流的发热效应来定义的,因此在使用时应按照工作中实际波形的电流与正向平均电流所造成的发热效应相等,即有效值相等的原则来选取功率二极管的电流定额,并应留有一定的裕量。通过对正弦半波电流的换算可知,正向平均电流IF(AV)对应的有效值为1.57IF(AV)。不过,应该注意的是,当用在频率较高的场合时,功率二极管的发热原因除了正向电流造成的通态损耗外,其开关损耗也往往不能忽略。当采用反向漏电流较大的功率二极管时,其断态损耗造成的发热效应也不小。在选择功率二极管正向电流定额时,这些都应加以考虑。


 2.正向压降UF 

指功率二极管在指定温度下,流过某一指定的稳态正向电流时对应的正向压降。有时候,其参数表中也给出在指定温度下流过某一瞬态正向大电流时功率二极管的最大瞬时正向压降。 


3反向重复峰值电压URRM

指对功率二极管所能重复施加的反向最高峰值电压,通常是其雪崩击穿电压UB的2/3。使用时,往往按照电路中功率二极管可能承受的反向最高峰值电压的两倍来选定此项参数

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