在開關電源(SMPS)設計中,整流器件對系統效率、穩定性和熱管理的影響極為關鍵。相比普通硅整流器件,肖特基整流橋以其低正向壓降、快恢復特性、低功耗優勢,成為高頻開關電源中日益常見的整流選擇。然而,肖特基整流橋雖然優越,但并非“萬能”,選型不當亦可能引發熱失控或過壓損傷。本文將結合工程實踐,深入探討如何為開關電源正確選型MDD肖特基整流橋,實現高頻整流的理想效果。
一、為什么選擇肖特基整流橋?
肖特基整流橋由四顆肖特基二極管組成,全橋整流結構可將AC或高頻脈動信號轉換為DC電壓。相比普通PN結二極管,肖特基二極管具備以下優勢:
低正向壓降(VF):通常為0.3-1.1V,大幅降低導通損耗;
無反向恢復電流:無少數載流子儲存效應,開關速度快,幾乎無反向恢復時間(trr);
適用于高頻整流場景:尤其適合>100kHz甚至MHz級別的開關頻率。
這使其特別適合在高頻DC-DC模塊、同步整流前級、快充電源、LED驅動中承擔整流任務。
二、選型考慮要點
1.正向電流IF(AV):負載電流的核心參數
整流橋必須承受整個負載電流,因此需結合工作電流和散熱能力進行選型:
峰值電流或浪涌電流能力(IFSM)也要關注,防止開機瞬時損壞;
實際應用建議工作電流≤額定IF(AV)的70%;
封裝形式(如MBR、KBP、GBJ等)影響散熱與耐流能力。
2.反向電壓VRRM:保證耐壓冗余
反向電壓必須高于整流橋所承受的最大反向峰值電壓:
AC輸入應用中應≥√2×Vac×1.2;
DC-DC場景需考慮開關節點的瞬態反壓,選型需預留裕量;
常見VRRM等級有20V、45V、60V、100V、150V、200V等,選型需兼顧可靠性與反向漏電。
3.反向漏電流IR:高溫環境下的穩定性指標
肖特基器件的漏電流隨溫度上升顯著增加:
高溫下漏電可能引發熱擊穿、功耗加大甚至燒毀;
應選用低IR、封裝散熱良好的型號;
對于長時間高溫工作的SMPS,建議額外加TVS或電壓鉗位保護。
4.工作頻率與封裝散熱能力
高頻整流時,器件必須具備足夠開關速度和熱沉設計能力:
表貼封裝如SMA/SMB適用于輕載便攜設備;
功率型整流橋(如GBJ、GPP、KBP)適用于AC-DC電源;
需結合銅箔面積、散熱孔、鋁基板等設計優化導熱路徑。
三、實戰建議與選型思路
對于5V/2A充電器SMPS輸出端,可選擇IF(AV)=3A、VRRM=40V~60V的肖特基整流橋,封裝選用SMA或TO-252;
若為AC 220V輸入的LED驅動,建議選用VRRM≥400V的整流橋,即使是肖特基不適合高壓,也應考慮混合橋接或硅+肖特基組合;
對于12V/10A通信DC電源模塊,可考慮使用并聯肖特基器件構建整流橋,提高散熱與電流能力。
四、性能與可靠性的雙重平衡
MDD肖特基整流橋在高頻開關電源中提供了理想的整流性能,但其耐壓較低、漏電較大的天然缺陷要求設計工程師必須充分考慮應用環境、熱設計與系統保護方案。在選型時,不僅要看數據手冊參數,還要結合PCB布局、熱設計與浪涌條件,構建一個性能可靠、熱平衡良好的整流系統。
換句話說,選對一顆肖特基整流橋,不僅是效率的提升,更是系統壽命的保障。
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