高頻整流應該選用哪些MDD二極管?核心參數與物理機制詳解
關鍵詞: 高頻整流 MDD二極管 二極管選型 快恢復二極管 肖特基二極管 SiC二極管
在高頻整流應用中,選擇什么MDD 二極管不是簡單的“耐壓夠就行”,而是必須綜合考慮反向恢復、正向壓降、漏電、溫升、浪涌能力,以及最終電路效率與 EMI。許多工程師在幾十kHz 以下仍然可以采用普通整流管,但當頻率提升到 40kHz、100kHz、300kHz 甚至 1MHz 時,二極管的物理特性會完全改變整流行為,導致損耗暴漲、波形畸變,甚至燒毀器件。
一、普通整流二極管在高頻下為什么不適用?
以 1N4007 為例,它的 trr(反向恢復時間)在 2–3μs 左右,而高頻整流器件要求 trr 小于幾十 ns。
當頻率升高時:
二極管來不及關斷,反向電流很大
反向恢復過程產生大量浪涌電流,增加開關損耗
尖峰電壓加重 EMI,甚至擊穿器件
因此,高頻整流不能再使用普通硅整流二極管。
二、快恢復(FRD)與超快恢復(UFRD)是中高頻整流主力
快恢復(Fast Recovery)二極管的 trr 通常在 200–500ns,而超快恢復(Ultra Fast)二極管的 trr 可以到 30–75ns。
它們是高頻整流的主力,適用于:
20kHz – 200kHz 的 反激、正激電源
高頻 PWM 整流
高頻變壓器次級整流
SMPS 高頻續流應用
優勢:
trr 小,反向恢復損耗低
耐壓選擇多(100–1200V)
對 EMI 影響比普通硅管小得多
缺點:
VF 仍偏高(與肖特基比差距明顯)
高頻性能不如肖特基與 SiC
三、肖特基二極管是高頻整流性能最好的低壓方案
肖特基二極管無少子存儲效應,因此 trr 基本為零(小于 10ns),非常適合高頻整流。
典型場景:
DC-DC Buck / Boost
反激次級整流(低壓輸出)
高頻 AC-DC 輸出整流
高頻續流二極管
主要優勢:
極快的速度(無反向恢復問題)
極低 VF(0.2–0.5V)顯著提升效率
溫升低、響應快
缺點:
耐壓低(20–200V)
高溫漏電大,影響效率甚至熱失控
高頻 SMPS 要特別控制結溫和散熱
四、高壓高頻場合:優先選擇 SiC 肖特基二極管
SiC(碳化硅)二極管幾乎是高壓高頻場合的唯一最佳選擇。
特點:
耐壓可達 600V、650V、1200V、1700V
Qrr 極低
高溫下漏電非常穩定
可在 100kHz–1MHz 高壓整流中保持高效率
典型應用:
PFC
LLC 諧振電源
EV OBC(車載充電機)
逆變器與高壓 DC/DC
高頻服務器電源
缺點:成本較高,但帶來的效率與可靠性提升通常抵得上價格差異。
五、來自MDD FAE 總結:高頻整流優先級選型
根據頻率與耐壓,給出參考結論:

