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  • 二极管恢复对反向电压的阻断能力判断解析
    • 发布时间:2025-08-08 19:27:27
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    二极管恢复对反向电压的阻断能力判断解析
    Flex 电源模块(Flex Power Modules)重磅推出 PKE - A 系列 DC - DC 电源模块,强势拓展工业和铁路行业产品版图,精准对接这些领域日益增长的电源需求。该系列模块采用密封和包封封装工艺,无惧灰尘、潮湿、剧烈振动等恶劣工况,可靠性虞然。
    在工业应用领域,PKE8000A 系列凭借业界标准的 2 x 1in 外形尺寸,为用户带来高可靠、高性能且坚固耐用的 DC - DC 解决方案。其拥有 9 至 75V(8:1)的超宽输入范围,涵盖 12V、24V 或 48V 电源电压应用场景,最高输出功率可达 40W,效率至高达 91%,平均无故障时间(MTBF)高达 400 万小时,输入至输出隔离电压达 2250VDC,全面符合最新 IEC/EN/UL62368 - 1 安全标准。
    针对铁路行业,PKE7000A 系列沿用相同的 2 x 1in 行业标准封装,但输入范围调整为 43 至 160V,输出功率高达 30W,适配铁路行业常见的 72V 和 / 或 110V 标称电源的板载需求。该器件遵循 EN50155 铁路标准,MTBF 高达 500 万小时,为苛刻铁路应用护航。
    “PKE - A 系列是我们进军工业和铁路市场关键一步,将为这些重要领域注入新活力。” 目前,PKE8000A 和 PKE7000A 系列已可满足样品及量产需求。
    深度剖析二极管开关过程及其影响
    二极管单向导电性、在特定电压下导通等基础特性广为人知,但在复杂应用中,仅了解这些皮毛远不足够,尤其是在大功率设备以及电磁干扰(EMI)问题凸显的场景。以下深入探讨二极管开关过程(即动态特性)及其衍生影响。
    二、开关过程详述
    开通过程(零偏置转正向导通) :二极管并非正向压降一超过某个阈值(如 0.7V)就瞬间直接导通且正向压降恒定。实则,当正向压降从零起步攀升至一个过冲电压 VFP 后,才渐次稳定于某一电压(比如 2V),期间正向电流持续攀升,这段时间称作正向恢复时间 tfr。如图 - 1 所示,导通瞬间会产生高于稳态电压 UF 的正向尖峰电压,且过冲电压随 di/dt 增大而水涨船高。
    二极管,反向电压,阻断
    图 - 1:零偏置转换为正向导通
    关断过程(正向导通转反向截止) :给二极管施加反向电压时,并非能立刻阻断电流,而是存在一定时间延迟,在这段时间内会出现电压、电流过冲现象,这段时长即为反向恢复时间 trr(如图 - 2)。tF 时刻电压反转,t0 时刻正向电流归零,但二极管尚未恢复阻断能力;t1 时刻反向电流触顶 IRP,反向过冲电压也达峰值 URP,随后反向电流快速回落,这段曲线神似电容放电曲线,实则反映结电容放电复位过程;t2 时刻,电流趋于稳定,二极管重现对反向电压的阻断本领。
    二极管,反向电压,阻断
    图 - 2:正向导通转换为反向截止
    三、开关过程引发的问题
    开关损耗 :二极管开关瞬间,电流与电压非零相乘,产生开关损耗,与 MOSFET 硬开关波形类似。在大功率、高频开关场景下,这类损耗愈发显著,不容小觑。
    EMI 问题 :开关之际,过冲电压与尖峰电流催生高 dv/dt 和 di/dt,必然诱发 EMI 问题。反向恢复电流尖峰多与传导 EMI 相干,尖峰过后可能产生的震荡则与辐射 EMI 关联,这也是部分二极管外加磁环的缘由。
    为规避上述问题,快恢复二极管或肖特基二极管成为优选,二者恢复时间甚短。值得一提的是,正向恢复时间远小于反向恢复时间,故而在二极管手册中鲜见正向恢复时间参数。
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