在开关电源中,二极管的主要作用是整流。按照整流电路中交流电的频率,开关电源中的整流电路可以分为一次整流电路(低频整流)和二次整流电路(高频整流)。其中,一次整流电路指的是对市电交流电(频率为50Hz或60Hz)进行整流,二次整流电路指的是对高频交流电(频率为几十kHz到几百kHz甚至更高)进行整流。一次整流电路和二次整流电路的原理都是利用二极管的单向导电性把交流电变成单向脉动直流电,但是它们对二极管参数的要求的侧重点不同。一次整流电路选择二极管时主要考虑功率损耗和反向阻断能力,也就是二极管参数中的正向压降UF、反向电流IR要尽可能的小。二次整流电路选择二极管时除考虑正向压降UF、反向电流IR要小外,反向恢复时间trr必须满足电路的需要,反向恢复时间成为选择二极管参数优先考虑的问题。快恢复二极管、肖特基二极管在开关电源电路中常用的二极管举例如下。快恢复二极管快恢复二极管反向恢复过程很短,简称快速二极管。快速二极管在工艺上多采用掺金措施,有的采用PN结型结构,有的采用改进的PIN结构。快速二极管从性能上可分为快速恢复和超快速恢复两个等级,快速恢复二极管反向恢复时间一般小于5µs,超快速恢复二极管反向恢复时间低可小于50ns。
2)快恢复、超快恢复二极管的结构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型硅材料中间增加了基区I,构成P-I-N硅片。由于基区很薄,反向恢复电荷很小,大大减小了trr值,还降低了瞬态正向压降,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,正向压降约为,正向电流是几安培至几千安培,反向峰值电压可达几百到几千伏。超快恢复二极管的反向恢复电荷进一步减小,使其trr可低至几十纳秒。20A以下的快恢复及超快恢复二极管大多采用TO-220封装形式。从内部结构看,可分成单管、对管(亦称双管)两种。对管内部包含两只快恢复二极管,根据两只二极管接法的不同,又有共阴对管、共阳对管之分。图2(a)是C20-04型快恢复二极管(单管)的外形及内部结构。(b)图和(c)图分别是C92-02型(共阴对管)、MUR1680A型(共阳对管)超快恢复二极管的外形与构造。它们均采用TO-220塑料封装,主要技术指标见表1。几十安的快恢复二极管一般采用TO-3P金属壳封装。更大容量(几百安~几千安)的管子则采用螺栓型或平板型封装形式。2.检测方法(1)测量反向恢复时间测量电路如图3。由直流电流源供规定的IF,脉冲发生器经过隔直电容器C加脉冲信号。