3.4 快恢复及超快恢复二极管
快恢复二极管(FRD)和超快恢复二极管(SRD)是极具有发展前途的电力。电子半导体器件。它们具有开关特性好，反向恢复时间短，耐高压，正向电流大，体积小，安装简便等优点。可广泛由于脉宽调制器，单片开关电源，不间断电源(UPS)，高频加热装置，交流电机变频调速等领域。作为高频，大电流的整流二极管，续流二极管或阻塞二极管。下面便做具体介绍。
1.快恢复及超快恢复二极管的性能特点
①.反向恢复时间Trr的定义电流通过零点由正向转向反向，再由反向转到规定低值的间隔。它是衡量高频整流及续流器件性能的重要技术指标。反向恢复电流的波形如图2-13所示，图中IF为正向电流，Irm为最大反向恢复电流，Irr为反向恢复电流，通常规定Irr=0.1Irm.当t<=to时，正向电流I=If.当t>to时，由于整流管上的正向电压突然变成反向电压，因此正向电流迅速减小，在t=t1时刻，I=0然后整流管上流过反向电流Ir,并且Ir逐渐增大：在t=t2时刻达到最大反向恢复电流Irm值，此后受正向电压的作用，反向电流逐渐减小，并且在t=t3时刻达到规定值Irr。从t2到t3的反向恢复过程与电容器放电过程有相似之处。由t1到t3的时刻间隙即为反向恢复时间trr。
图2-13 反向恢复电流的波形
②.快恢复二极管的特点
快恢复二极管的内部结构与普通二极管不同，它是在P型。N型硅材料中增加了极区I，构成P-I-N硅片。由于极区很薄，反向恢复电荷很小，不仅大大减小了trr值，还降低了瞬态正向电压，使管子能承受很高的反向工作电压。快恢复二极管的反向恢复时间一般为几百纳秒，正向压降为0.6-0.7V，正向电流是几安培到几千安培，反向峰值电压可达几百至几千伏。超快恢复二极管则是在快恢复二极管的基础上发展而来的。其反向恢复电荷进一步减小，trr值降低几十纳秒。20A以下的快恢复及超快恢复二极管大多采用TO-220封装。从内部结构看，可分成单管，对管两种。对管内部包含两只快恢复及超快恢复二极管，根据两只二极管接法的不同，又有共阴对管，共阳对管之分。几十安的快恢复及超快恢复二极管一般采用TO-3P金属壳封装。
2．选择方法
在单片开关电源中，一般采用超快恢复二极管作为阻塞二极管，输出整流二极管或反馈电路中的整流管。
① 阻塞二极管 在一次绕组保护电路中与钳位二极管（TVS）配套使用的阻塞二极管(VD1),须用超快恢复二极管。其反向恢复时间Trr≤75ns,多数管子在20～50ns之间，典型产品有美国通用仪器公司(GI)生产的UF4000,UF5400两大系列，荷兰飞利浦公司生产的BYV26系列，BYV27系列， BYW29系列，美国摩托罗拉公司生产的MUR100系列。
表2-2选取阻塞二极管的原则
单片开关电源集成电路 阻塞二极管的反向耐压Urm／V 超快恢复二极管型号示例
TOP100系列 400 UF4004 BYV26B MUR140
TOP200系列 600 UF4005 BYV26C MUR160
TOPSwitch-Ⅱ系列 600 UF4004 BYV26B MUR160
② 输出整流管 超快恢复二极管适合作为开关电源的高压，大电流整流管。设整流管实际承受的最大反峰值电压为U(BR)s,所选整流管的最高反向工作电压为Urm，要求Urm≥2U(BR)s,其额定整流电流Id≥3Iom,Iom为最大连续输出电流。
③ 反馈电路中的整流管 反馈电路中的整流管通常选硅高速开关整流管1N4148,但有时也可选用UF4003,MUR120,BAV21等型号的超快恢复二极管。
3.5 肖特基二极管
1.肖特基二极管的性能特点
肖特基势垒二极管(Schottky Barrier Diode,SBD)。它属于低压、低功耗、大电流、超高速功率半导体器件，其反向恢复时间极短仅为几纳秒，正向导通压降为0.4V左右，而整流电流能达几百安培到几千安培，这些优良特性是快恢复及超快恢复二极管所不具备的。它适合于开关电源中的低压整流管。肖特基二极管是以金、银、钼等贵金属为阳极，以N型半导体材料为阴极，利用二者接触面上形成的势垒具有整流特性而制成的金属-半导体器件。肖特基二极管仅用一种载流子（电子）输送电荷，在势垒外侧无过剩少数载流子的积累，因此它不存在电荷存储效应，使开关特性得到明显的改善，其反向恢复时间可缩为10ns之内，但它的反向耐压较低，一般不超过100V。利用其正向导通压降低的特性，能提高开关电源的效率。肖特基二极管的典型伏安特性如图所示。其正向导通压降介于锗管与硅管之间，但它的构成原理与PN结二极管有着本质的区别。
下表列出了肖特基二极管。超快恢复二极管，快恢复二极管，高频硅整流管的性能比，中，小功率肖特基二极管大多采用TO-220封装。
左图 2-14 为肖特基二极管的伏安特性
3.6.熔断电阻器
熔断电阻器(Fusible Resistor)亦称可熔断电阻器。它兼有电阻器和熔断器的双重功能，在正常工作时它相当于一只小电阻。当电路发生故障时。导致电流增大并超过其熔断电流时，就迅速熔断，对电路和元件起到保护作用。目前，许多家电产品都用到了熔断电阻器，作为低压电源的保险装置。
表2-3 RF10和RF11系列产品技术指标
系列 额定功率
/W
阻值范围 阻值偏差
/±(%) 稳定度
/(%) 温度系数
/(℃) 耐压
/V 外形尺寸
/mm
RF1
0 0.25 0.47～1k 5 5 350 250 2.5×7
0.5 0.47～1k 5 5 350 250 3.9×10.5
1 0.47～1k 5 5 350 350 5.5×14
2 0.47～1k 5 5 350 350 6.5×17
RF11 0.5 0.33k～1.5k 5 5 350 1000 6.3×13.5
1 0.33k～1k 5 5 350 1000 6.5×6.5×14
2 0.33k～1k 5 5 350 1000 7.4×7.4×19
3 0.33k～3.3k 5 5 350 1000 10.5×10.5×23
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