橋堆二極管

與分立二極管搭建的整流電路相比，橋堆二極管具有體積小、安裝簡(jiǎn)便、參數(shù)一致性好等顯著優(yōu)勢(shì)。從家用電器到工業(yè)設(shè)備，從通信電源到汽車電子，橋堆二極管都必不可少，使其成為交流供電系統(tǒng)中最常見(jiàn)的功率處理元件之一。

1.橋堆二極管的基本結(jié)構(gòu)

1.1內(nèi)部連接拓?fù)?/h3>

標(biāo)準(zhǔn)橋堆二極管包含四個(gè)二極管芯片，連接成全波橋式整流電路。交流輸入端通常標(biāo)記為"~"或"AC"，直流輸出端標(biāo)記為"+"和"-"。這種配置允許交流電的正負(fù)半周都能被有效利用，提高整流效率。

1.2封裝形式分類

根據(jù)功率等級(jí)不同，橋堆二極管主要分為三種封裝類型：小功率的DIP封裝（如GBU系列）、中功率的SIP封裝（如KBU系列）和大功率的螺栓安裝封裝（如GBPC系列）。封裝設(shè)計(jì)直接影響散熱性能和電流承載能力。

1.3芯片技術(shù)特點(diǎn)

現(xiàn)代橋堆二極管普遍采用平面型或溝槽型硅芯片技術(shù)。高壓型號(hào)（1000V以上）通常采用場(chǎng)終止結(jié)構(gòu)，降低反向漏電流；大電流型號(hào)則通過(guò)擴(kuò)大芯片面積和優(yōu)化金屬化工藝來(lái)降低正向壓降。

2.橋堆二極管的關(guān)鍵參數(shù)

2.1電壓參數(shù)

反向重復(fù)峰值電壓（VRRM）是最重要的耐壓指標(biāo)，常見(jiàn)規(guī)格從50V到1600V不等。選擇時(shí)需考慮輸入電壓波動(dòng)和瞬態(tài)過(guò)電壓，一般留有20%-30%余量。正向阻斷電壓（VRSM）通常比VRRM高出10%-20%。

2.2電流參數(shù)

平均整流輸出電流（IO）是核心參數(shù)，小功率橋堆通常為0.5A-2A，大功率型號(hào)可達(dá)25A-50A。浪涌電流（IFSM）表征抗瞬時(shí)過(guò)載能力，一般為額定值的20-60倍，持續(xù)時(shí)間半個(gè)正弦波周期（8.3ms@60Hz）。

2.3熱性能指標(biāo)

結(jié)到環(huán)境的熱阻（RθJA）反映整體散熱能力，典型值在30-80°C/W之間。最大允許結(jié)溫（Tj）通常為150°C，超過(guò)此溫度將影響可靠性和壽命。熱循環(huán)能力也是大功率應(yīng)用的重要考量因素。

2.4動(dòng)態(tài)特性

反向恢復(fù)時(shí)間（trr）影響高頻應(yīng)用中的開關(guān)損耗，標(biāo)準(zhǔn)恢復(fù)型為2-5μs，快恢復(fù)型可低于500ns?；謴?fù)電荷（Qrr）與trr共同決定反向恢復(fù)損耗，對(duì)開關(guān)電源效率有直接影響。

3.橋堆二極管的主要類型

3.1標(biāo)準(zhǔn)整流型

最基本的橋堆類型，適用于50/60Hz工頻整流。具有成本低、可靠性高的特點(diǎn)，典型恢復(fù)時(shí)間在微秒級(jí)，廣泛用于家電、照明等普通應(yīng)用場(chǎng)合。

3.2快速恢復(fù)型

優(yōu)化了反向恢復(fù)特性，trr可控制在1μs以內(nèi)。適用于開關(guān)電源、變頻器等高頻場(chǎng)合，雖然價(jià)格較高但能顯著降低開關(guān)損耗，代表系列如Fairchild的GBU8K。

3.3肖特基橋堆

采用肖特基勢(shì)壘二極管技術(shù)，正向壓降低至0.3-0.6V，幾乎沒(méi)有反向恢復(fù)問(wèn)題。但反向耐壓通常不超過(guò)100V，適用于低壓大電流的DC-DC變換器二次側(cè)整流。

3.4三相整流型

專為三相交流輸入設(shè)計(jì)的橋堆，內(nèi)部集成六個(gè)二極管。封裝形式多樣，從小型DIP到大型螺栓安裝都有，功率范圍覆蓋幾十瓦到數(shù)十千瓦，廣泛應(yīng)用于工業(yè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)和電力系統(tǒng)。