發布日期：2022-10-09 點擊率：76
【導讀】二極管串聯不均壓主要原因來自自身和外部兩類。自身原因主要由加工工藝造成的，外因主要是由外部電路造成的。同一批次生產出來二極管的伏安特性不一致，造成二極管的靜態不均壓；反向恢復時間及開通狀態的不一致造成二極管的動態不均壓目。外部電路設計會造成雜散電感和電容，在高壓高頻環境中會造成不均壓問題。
二極管串聯不均壓因素分析
二極管串聯不均壓主要原因來自自身和外部兩類。自身原因主要由加工工藝造成的，外因主要是由外部電路造成的。同一批次生產出來二極管的伏安特性不一致，造成二極管的靜態不均壓；反向恢復時間及開通狀態的不一致造成二極管的動態不均壓目。外部電路設計會造成雜散電感和電容，在高壓高頻環境中會造成不均壓問題。
二極管串聯不均壓誤區分析
1、宏觀下二極管串聯不均壓分析
《二極管串聯不需要均壓電阻》一文給出二極管串聯不需均壓，這是從宏觀上分析得出的，主要考慮的是二極管自身因素的影響。
如圖1所示，二個二極管串聯，外接反向直流電壓。反向飽和電流較小的二極管承受電壓較大，因為兩個二極管串聯，在外部施加電壓額定的J隋況下，反向飽和電流是不變的。如圖2所示，假設兩個二極管僅反向飽和電流存在差異，D2的反向飽和電流較小。可以明顯得出上述結論。
在實際運行中，宏觀上二極管由于自身差異導致壓降不同如圖2所示。當外界電壓U加大到D2上的壓降到達臨界點時，由于D1反向飽和電流大導致其壓降相對較小，當D2達到臨界壓降時，D1仍然處于安全穩定區域。U再次加大，按照上述分析，D2上壓降將突破臨界轉折電壓，二極管擊穿造成電流急劇增加，但是D1和D2是串聯于主電路中，D1電流必然隨著D2增加，但是從Dl的伏安曲線得知，D1通過大電流時其反向壓降應該達到轉折電壓，故u1和u2之和大于U，推測不成立。因此，U加大時，D2的電壓不會繼續增加，而D1的電壓會繼續增加，直至u增加到超過二個管子的反向耐壓之和，此時會出現二極管擊穿。多個管子的分析也是如此，可參照《二極管串聯不需要均壓電阻》
2、微觀下二極管串聯不均壓分析
二極管的引腳、二極管在電路板上的布局等等在高壓高頻環境下自然而然演變成雜散電容和電感。雜散電容和電感的引入直接影響二極管的開通和關斷波形。電容的引入阻止電壓的突變而電感的引入則阻止電流的突變。《用于高壓高頻整流的二極管串聯均壓問題》給出了在高頻下二極管串聯等效電路圖，如圖3所示C1為二極管結電容，R為二極管反向電阻，C2為二極管對高壓形成的雜散電容，C3為二極管對地形成的雜散電容，同時從微觀角度分析了二極管串聯不均壓的原因及后果。在文獻目中提出二極管自身因素可以通過選用同—批次生產的二極管來近似解決，重點考慮外部因素。
二極管串聯的應用
電除塵器高頻電源輸出高頻PWM波經升壓變壓器再經過整流模塊終輸出近似直線的電壓波形。整流模塊集成在升壓變壓器中，采用的是二極管串聯模式，因為電壓等級比較高，一般考慮達到10KV以上。由于輸出電壓波形JD要求不高，故采用二極管直接串聯方式即可，選用高頻整流二極管，整流輸出仿真波形如圖4所示，實測波形如圖5所示。
如圖所示，整流輸出電壓出現高低波峰，這是由于雜散參數即外部因素的影響，隨著科學技術的不斷發展，二極管的制作工藝在不斷提高，其自身因素的影響已經微乎其微。
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