選擇整流橋堆確實(shí)主要依據(jù)輸出電流,但這只是基本要求。一個(gè)完整的選型需要綜合考慮多個(gè)關(guān)鍵參數(shù),以確保整流橋在實(shí)際應(yīng)用中可靠、安全地工作。以下是選型時(shí)需要考慮的核心因素和步驟:
這是最核心的參數(shù)。 你需要計(jì)算或預(yù)估你的電路在正常工作條件下,流經(jīng)整流橋的直流輸出電流的平均值。
安全裕量: 絕對(duì)不能只選擇額定電流等于你計(jì)算出的平均電流的橋堆。必須留有余量!原因:
浪涌電流: 電路啟動(dòng)(特別是帶大容量濾波電容時(shí))或負(fù)載突變時(shí)會(huì)產(chǎn)生遠(yuǎn)超平均電流的瞬時(shí)浪涌電流。如果橋堆的浪涌電流承受能力不足,會(huì)瞬間損壞。
散熱: 橋堆在工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生熱量(功率損耗 ≈ I2 * Vf * 2,因?yàn)橥瑫r(shí)導(dǎo)通2個(gè)二極管)。裕量有助于降低溫升。
可靠性: 裕量能延長(zhǎng)器件壽命,提高系統(tǒng)在非理想條件(如高溫、電壓波動(dòng))下的穩(wěn)定性。
選型建議: 通常選擇橋堆的 額定平均正向電流 (Io) 至少是你計(jì)算出的最大負(fù)載平均電流的 1.5倍到2倍甚至更高。對(duì)于有高浪涌電流風(fēng)險(xiǎn)的場(chǎng)合(如容性負(fù)載大的開關(guān)電源),裕量應(yīng)更大,并特別關(guān)注浪涌電流參數(shù)。
這是整流橋中每個(gè)二極管在反向偏置時(shí)能夠持續(xù)承受而不被擊穿的最大峰值電壓。
計(jì)算依據(jù): 你需要知道你應(yīng)用中的 交流輸入電壓的有效值 (Vrms)。
安全裕量: 交流電網(wǎng)電壓存在波動(dòng)(例如標(biāo)稱220V,實(shí)際可能高達(dá)250V以上),且整流后加在二極管上的峰值反向電壓等于交流輸入的峰值電壓(Vpeak = Vrms * √2)。
選型建議: 選擇橋堆的 VRRM 至少為交流輸入電壓有效值 (Vrms) 的 √2倍,并在此基礎(chǔ)上 增加20%-50%甚至更高的裕量。
例如:輸入電壓220VAC,峰值電壓 ≈ 220 * 1.414 ≈ 311V。考慮波動(dòng)到250VAC,峰值 ≈ 354V。那么建議選擇 VRRM ≥ 400V 或 600V 的橋堆。600V是最常見(jiàn)的選擇,提供了良好的裕量。在110VAC區(qū)域,通常選200V或400V。
這是二極管導(dǎo)通時(shí)在其兩端產(chǎn)生的電壓降。一個(gè)橋堆工作時(shí),電流路徑上會(huì)同時(shí)串聯(lián)導(dǎo)通兩個(gè)二極管,因此總的正向?qū)▔航荡蠹s是 單個(gè)二極管Vf的2倍。
影響:
功耗和發(fā)熱: 功耗 P_loss ≈ Io * (2 * Vf)。Vf越大,產(chǎn)生的熱量越多,對(duì)散熱要求越高。
效率: Vf會(huì)造成一定的能量損失。
選型考慮: 在滿足電流和電壓要求的前提下,選擇Vf較低的橋堆有助于降低功耗和溫升,提高效率。但通常Vf較低的高性能器件成本可能略高。
這是整流橋能夠承受的、持續(xù)時(shí)間很短(通常指一個(gè)電源周期或10ms)的非常大的非重復(fù)性過(guò)載電流(如開機(jī)瞬間給大電容充電的電流)。
重要性: 如果電路設(shè)計(jì)中存在大的輸入濾波電容,浪涌電流往往是導(dǎo)致橋堆損壞的主要原因,尤其是在冷啟動(dòng)時(shí)。
選型建議:
估算或測(cè)量你電路中可能出現(xiàn)的最大浪涌電流峰值(與輸入電壓、電容大小、線路阻抗等有關(guān))。
選擇橋堆的 IFSM 必須大于 你估算/測(cè)量的最大浪涌電流峰值。
對(duì)于浪涌電流大的應(yīng)用(如開關(guān)電源),務(wù)必仔細(xì)核對(duì)此參數(shù)。有時(shí)需要選擇專門為高浪涌設(shè)計(jì)的橋堆,或者在輸入端增加NTC熱敏電阻等限流措施。
確定關(guān)鍵輸入?yún)?shù):
交流輸入電壓范圍 (Vrms min/max)
最大負(fù)載直流輸出電流 (Io max)
工作環(huán)境溫度 (Ta max)
輸入濾波電容值(估算浪涌電流)
計(jì)算核心參數(shù):
VRRM min = (Vrms max) * √2 * (1.2~1.5) → 選擇標(biāo)準(zhǔn)化的更高檔位電壓(如400V, 600V, 800V, 1000V)。
Io rated (橋堆) ≥ Io max (負(fù)載) * (1.5~2) → 選擇標(biāo)準(zhǔn)化的電流規(guī)格(如1A, 2A, 3A, 4A, 6A, 8A, 10A, 15A, 25A, 35A等)。
估算最大浪涌電流峰值 → 選擇 IFSM > 估算值 的橋堆。
初選型號(hào): 根據(jù) VRRM, Io rated 初選幾個(gè)候選橋堆型號(hào)。
檢查浪涌電流 (IFSM): 確認(rèn)初選型號(hào)的IFSM滿足要求,否則需選更大電流或?qū)iT高浪涌型號(hào)。
評(píng)估散熱:
查數(shù)據(jù)手冊(cè)得 Vf (典型值或最大值)。
計(jì)算 P_loss ≈ Io max * (2 * Vf)。
查數(shù)據(jù)手冊(cè)得 RθJA 或 RθJC。
計(jì)算溫升 ΔT = P_loss * RθJA。
計(jì)算結(jié)溫 Tj = Ta max + ΔT。
必須確保 Tj < Tj max (通常125°C)。
“電壓要留夠(VRRM裕量),電流要放大(Io裕量),浪涌要頂?。↖FSM),散熱是根本(Tj控制)?!?/span>