??快恢復二極管功率損耗計算
作者：海飛樂技術 時間：2016-12-26 17:58
快恢復二極管的損耗包括三個方面：
1、正向損耗：正向損耗功率等于正向壓降與正向電流的乘積；
2、反向損耗：反向損耗功率等于反向電壓與反向漏電流的乘積；
3、開關損耗：由于結電容的存在，在二極管整流過程中存在反向恢復電流，開關損耗率等二極管上反向電壓與反向恢復電流的乘積。
歸納以上，快恢復二極管的損耗等于二極管上電壓與二極管中的電流的積分和。
快恢復二極管損耗具體計算公式如下
快恢復二極管的一個工作周期從開通到通態(tài)，從通態(tài)到管段，從關斷到斷態(tài)。包含此全部過程的一個周期為其工作周期。一個工作周期內的功率損耗組成如下：
一.靜態(tài)損耗
1.通態(tài)平均功率損耗計算式
2.斷態(tài)功率損耗計算式
二.動態(tài)損耗（開關損耗）
3.開通損耗（對應快恢復二極管正向恢復時間trr）計算式
4.關斷損耗計算式
需要指出的是在反向恢復過程trr=ta+tb的ta時間段，快恢復二極管的正向壓降極小，ta時間內的損耗可以忽略不計。所以總共的功率損耗為靜態(tài)損耗（通態(tài)和斷態(tài)）和動態(tài)損耗（開通和關段）之和，表示為：
從算式5，我們能夠清楚地看到快恢復二極管的總功率損耗與正向通態(tài)壓降VF，通態(tài)電流IF，反向電壓VR,反向漏電流IR，正向過沖電壓Vfp，反向恢復漏電流峰值Irp。以及反向電流下降時間tb等有關。盡管如此，對于給定的快恢復二極管應用，通態(tài)電流和反向電壓通常應用電路決定的，只要不超過最大額定使用條件即可。然而在給定的IF和VR條件下的VF，IR，Vrp，Irp和tb等二極管的特性卻是由所使用的快恢復二極管本身的性能決定的。我們能通過算式5清楚地看到，上述任何一個參數的升高都將導致功率損耗的増加。相反地，如果我們能夠降低其中的某些參數值，則可以降低功率損耗，在所有的功率損耗中，通態(tài)損耗所占比例最大，因此降低通態(tài)損耗是降低總功率損耗的主要路徑和方法。而對于通態(tài)損耗來講，正向電流由應用條件和最大額定決定，為恒定值，占空比也由應用條件決定，由算式1可以清楚地看到降低正向壓降是降低功率損耗的主要途徑。而正向壓降正是快恢復二極管本身的性能能力決定的。 所以選擇低功耗二極管主要的要看在同等條件下的正向壓降。壓降越低的，其功耗也越低。
總結
理想的快恢復二極管的數學模型和理想特性告訴我們其零功率損耗為零，但這畢竟只是人們的良好期望。就目前的技術來講，沒有廠商能夠做到理想的特性。這是因為實際的快恢復二極管開關特性和通態(tài)斷態(tài)特性決定了其功率損耗是必然存在的。作為使用者，只有非常清楚地知道二極管的功率損耗組成和決定功率損耗的主要參數，才能在選擇使用二極管的過程中明確關健參數，選擇更低功耗的二極管，實現能源的有效利用。
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