二极管串联均压问题的判断误区
由于快恢复二极管的反向耐压有限，当用于高压环境下时，往往需要采用多个快恢复整流二极管串联来满足反向耐压的需要。由于生产过程中二极管存在伏安特性、开通时间、恢复电荷等方面的不一致性，从而使得在串联使用时，发生二极管不均压的问题，进而导致某个二极管反向电压过高而损坏，进一步影响其他二极管的正常运行，最终影响整个装置的可靠陛和稳定胜。二极管串联均压问题一直是高功率电力电子变换装置研究的难题。二极管串联不均压的因素有自身因素和外围电路的因素。在午维伯的《二极管串联不需要均压电阻》一文给出二极管串联不需均压的结论；而在《二极管串联高压整流的电压分布与均压问题》一文给出了二极管串联需要均压；在《用于高压高频整流的二极管串联均压问题》一文给出了二极管串联均压方法及参数选型等等。因此在判断二极管串联均压问题上容易产生误区。 1、二极管的特}生及其串联不均压因素分析 1．1二极管特l生 二极管属于电力电子器件，也是应用较多较为普遍的器件。一般越熟悉的器件越容易遗漏其关键参数指标，一般情况下只是关心宏观上的参数指标，诸如反向耐压、通态电流、反向漏电流等。一般隋况下，二极管的结电容、关断和开通特眭图等等容易被忽视。 1．2二极管串联不均压因素分析 二极管串联不均压主要原因来自自身和外部两类。自身原因主要由加工工艺造成的，外因主要是由外部电路造成的。同一批次生产出来二极管的伏安特性不一致，造成二极管的静态不均压；反向恢复时间及开通状态的不一致造成二极管的动态不均压目。外部电路设计会造成杂散电感和电容，在高压高频环境中会造成不均压问题。 2、二极管串联不均压误区分析 2.1宏观下二极管串联不均压分析 《二极管串联不需要均压电阻》一文给出二极管串联不需均压，这是从宏观上分析得出的，主要考虑的是二极管自身因素的影响。如图1所示，二个二极管串联，外接反向直流电压。反向饱和电流较小的二极管承受电压较大，因为两个二极管串联，在外部施加电压额定的J隋况下，反向饱和电流是不变的。如图2所示，假设两个二极管仅反向饱和电流存在差异，D2的反向饱和电流较小。可以明显得出上述结论。
在实际运行中，宏观上二极管由于自身差异导致压降不同如图2所示。当外界电压U加大到D2上的压降到达临界点时，由于D1反向饱和电流大导致其压降相对较小，当D2达到临界压降时，D1仍然处于安全稳定区域。U再次加大，按照上述分析，D2上压降将突破临界转折电压，二极管击穿造成电流急剧增加，但是D1和D2是串联于主电路中，D1电流必然随着D2增加，但是从Dl的伏安曲线得知，D1通过大电流时其反向压降应该达到转折电压，故u1和u2之和大于U，推测不成立。因此，U加大时，D2的电压不会继续增加，而D1的电压会继续增加，直至u增加到超过二个管子的反向耐压之和，此时会出现二极管击穿。多个管子的分析也是如此，可参照《二极管串联不需要均压电阻》
3、二极管串联的应用
如图所示，整流输出电压出现高低波峰，这是由于杂散参数即外部因素的影响，随着科学技术的不断发展，二极管的制作工艺在不断提高，其自身因素的影响已经微乎其微。
4、结束语 |
