快恢復二極管和超快恢復二極管的電源特性分析

在開關電源二次側的輸出整流電路中，一般選用反向恢復時悶較短的整流二極管，常用的主要有快恢復二極管、超快恢復二極管、肖特基勢壘二極管。

快恢復二極管和超快恢復二極管廣泛用于PWM脈寬調制器、開關電源、不間斷電源（UPS）等領域作為高頻、大電流的整流二極管、續流二極管或阻塞二極管，是極有發展前途的電力電子半導體器件，具有開關特性好、反向恢復時間短、耐壓高、正向電流大、體積小、安裝簡便等優點。這兩種整流二極管還減少了開關電壓尖峰，而這種尖峰直接影響輸出直流電壓的波紋。

快恢復二極管是指反向恢復時間很短，一般小于SUs，迅速由導通狀態過渡到關斷狀態的PN結整菠管。它在制造工藝上采用摻金措施，在結構上有的采用PN結型結構，有的采用改進的PIN結構，可獲得較高的開關速度和較低的正向壓降。它從性能上可分為快恢復和超快恢復兩個等級，前者的反向恢復時間為數百納秒或更長．后者則在100ns以下，大大提高了電源的效率。

PIN結構快恢復二極管與普通PN結二極管不同，它在P型硅材料與N型硅材料中間增加了基區I，構成P-I-N硅片。由于基區很薄，反向恢復電荷很小，所以快恢復二極管的反向恢復時間較短。在同等容量下，PIN結構快恢復二極管具有正向壓降低，反向恢復時間短等優點。對于不同型號的快恢復二極管來說，耐壓越高，電流越大，恢復時間就越長，導通壓降就越大?？旎謴投O管常用于開關頻率不太高（ 20 - 50kHz）的輸出整流電路中。

快恢復二極管的反向恢復時間一般為幾百納秒，正向電流是幾安培至幾千安培，反向峰值電壓可達幾百伏至幾千伏。常用的小電流快恢復二極管的主要型號有FR101 - FR107（1A，50 - IOOOV）、FR301 - FR307（3A，50 - IOOOV）等，可用于輔助開關電源的輸出整流。在選擇快恢復二極管時，其反向恢復時間應該約為開關晶體管上升時間的1/3更小。

超快恢復二極管是在快恢復二極管基礎上發展而成的，其反向恢復電荷進一步減小，反向恢復時間更短，trr可低至幾十納秒。UFRD的優點是正向導通損耗小，結電容小，運行溫度可較高，允許的結溫在175度左右。UFRD -般用于開關頻率在50kHz以上的整流電路中：型號為1N6620 -1N663I的高電壓超快恢復二極管的trr35或50n8，并且在高溫下反向電流小、正向恢復電壓低，適用于高電壓輸出（PIV為600V）的開關變換器；型號為1N5802- 1N5816、1N6304 - 1N6306的UFRD，其PIV 《400V，可用于24V或48V輸出（二極管的反向額定電壓分別為150和400V）的開關變換器。

快恢復二極管和超快恢復二極管的電源特性分析

用在開關電源輸出整流中的快恢復及超快恢復二極管，需要根據電路的最大輸出功率來決定是否加裝散熱器。

20A以下的快恢復二極管及超快恢復二極管大多采用TO - 220FP封裝；幾十妥以上剛大功率快恢復、超快恢復二極管一般采用頂部帶金屬散熱片的TO -3P金屬殼封裝；更大容量（幾百安至幾千安）的管子則采用螺栓型或平板型封裝。從內部結構看，快恢復二極管及超快恢復二極管可分成單管、對管兩種，對管內部包含兩個快恢復或超快恢復二極管，根據兩個二極管接法的不同，它們又有共陰對管、共陽對管之分，其內部結構示。

常用的8TQ080、MBR1045等單管的恢復時間為10ns，HFA15TB60、MUR30120、MUR8100等單管的恢復時間為35ns，MBR2060CT、025 CTQ045、D83 -004等雙管的恢復時間為l0ns，MUR1620P. HFA16TA600、B92M - 02、DSE160 - 06等雙管的恢復時間為35ns。常用的小功率快恢復二極管有FR系列和PFR系列等，FR/PFR系列快恢復二極管的主要參數如表6-1所示。