选择整流桥堆确实主要依据输出电流,但这只是基本要求。一个完整的选型需要综合考虑多个关键参数,以确保整流桥在实际应用中可靠、安全地工作。以下是选型时需要考虑的核心因素和步骤:
这是最核心的参数。 你需要计算或预估你的电路在正常工作条件下,流经整流桥的直流输出电流的平均值。
安全裕量: 绝对不能只选择额定电流等于你计算出的平均电流的桥堆。必须留有余量!原因:
浪涌电流: 电路启动(特别是带大容量滤波电容时)或负载突变时会产生远超平均电流的瞬时浪涌电流。如果桥堆的浪涌电流承受能力不足,会瞬间损坏。
散热: 桥堆在工作时会产生热量(功率损耗 ≈ I² * Vf * 2,因为同时导通2个二极管)。裕量有助于降低温升。
可靠性: 裕量能延长器件寿命,提高系统在非理想条件(如高温、电压波动)下的稳定性。
选型建议: 通常选择桥堆的 额定平均正向电流 (Io) 至少是你计算出的最大负载平均电流的 1.5倍到2倍甚至更高。对于有高浪涌电流风险的场合(如容性负载大的开关电源),裕量应更大,并特别关注浪涌电流参数。
这是整流桥中每个二极管在反向偏置时能够持续承受而不被击穿的最大峰值电压。
计算依据: 你需要知道你应用中的 交流输入电压的有效值 (Vrms)。
安全裕量: 交流电网电压存在波动(例如标称220V,实际可能高达250V以上),且整流后加在二极管上的峰值反向电压等于交流输入的峰值电压(Vpeak = Vrms * √2)。
选型建议: 选择桥堆的 VRRM 至少为交流输入电压有效值 (Vrms) 的 √2倍,并在此基础上 增加20%-50%甚至更高的裕量。
例如:输入电压220VAC,峰值电压 ≈ 220 * 1.414 ≈ 311V。考虑波动到250VAC,峰值 ≈ 354V。那么建议选择 VRRM ≥ 400V 或 600V 的桥堆。600V是最常见的选择,提供了良好的裕量。在110VAC区域,通常选200V或400V。
这是二极管导通时在其两端产生的电压降。一个桥堆工作时,电流路径上会同时串联导通两个二极管,因此总的正向导通压降大约是 单个二极管Vf的2倍。
影响:
功耗和发热: 功耗 P_loss ≈ Io * (2 * Vf)。Vf越大,产生的热量越多,对散热要求越高。
效率: Vf会造成一定的能量损失。
选型考虑: 在满足电流和电压要求的前提下,选择Vf较低的桥堆有助于降低功耗和温升,提高效率。但通常Vf较低的高性能器件成本可能略高。
这是整流桥能够承受的、持续时间很短(通常指一个电源周期或10ms)的非常大的非重复性过载电流(如开机瞬间给大电容充电的电流)。
重要性: 如果电路设计中存在大的输入滤波电容,浪涌电流往往是导致桥堆损坏的主要原因,尤其是在冷启动时。
选型建议:
估算或测量你电路中可能出现的最大浪涌电流峰值(与输入电压、电容大小、线路阻抗等有关)。
选择桥堆的 IFSM 必须大于 你估算/测量的最大浪涌电流峰值。
对于浪涌电流大的应用(如开关电源),务必仔细核对此参数。有时需要选择专门为高浪涌设计的桥堆,或者在输入端增加NTC热敏电阻等限流措施。
确定关键输入参数:
交流输入电压范围 (Vrms min/max)
最大负载直流输出电流 (Io max)
工作环境温度 (Ta max)
输入滤波电容值(估算浪涌电流)
计算核心参数:
VRRM min = (Vrms max) * √2 * (1.2~1.5) → 选择标准化的更高档位电压(如400V, 600V, 800V, 1000V)。
Io rated (桥堆) ≥ Io max (负载) * (1.5~2) → 选择标准化的电流规格(如1A, 2A, 3A, 4A, 6A, 8A, 10A, 15A, 25A, 35A等)。
估算最大浪涌电流峰值 → 选择 IFSM > 估算值 的桥堆。
初选型号: 根据 VRRM, Io rated 初选几个候选桥堆型号。
检查浪涌电流 (IFSM): 确认初选型号的IFSM满足要求,否则需选更大电流或专门高浪涌型号。
评估散热:
查数据手册得 Vf (典型值或最大值)。
计算 P_loss ≈ Io max * (2 * Vf)。
查数据手册得 RθJA 或 RθJC。
计算温升 ΔT = P_loss * RθJA。
计算结温 Tj = Ta max + ΔT。
必须确保 Tj < Tj max (通常125°C)。
“电压要留够(VRRM裕量),电流要放大(Io裕量),浪涌要顶住(IFSM),散热是根本(Tj控制)。”