選擇整流橋堆確實主要依據輸出電流,但這只是基本要求。一個完整的選型需要綜合考慮多個關鍵參數,以確保整流橋在實際應用中可靠、安全地工作。以下是選型時需要考慮的核心因素和步驟:
這是最核心的參數。 你需要計算或預估你的電路在正常工作條件下,流經整流橋的直流輸出電流的平均值。
安全裕量: 絕對不能只選擇額定電流等于你計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(特別是帶大容量濾波電容時)或負載突變時會產生遠超平均電流的瞬時浪涌電流。如果橋堆的浪涌電流承受能力不足,會瞬間損壞。
散熱: 橋堆在工作時會產生熱量(功率損耗 ≈ I2 * Vf * 2,因為同時導通2個二極管)。裕量有助于降低溫升。
可靠性: 裕量能延長器件壽命,提高系統在非理想條件(如高溫、電壓波動)下的穩定性。
選型建議: 通常選擇橋堆的 額定平均正向電流 (Io) 至少是你計算出的最大負載平均電流的 1.5倍到2倍甚至更高。對于有高浪涌電流風險的場合(如容性負載大的開關電源),裕量應更大,并特別關注浪涌電流參數。
這是整流橋中每個二極管在反向偏置時能夠持續承受而不被擊穿的最大峰值電壓。
計算依據: 你需要知道你應用中的 交流輸入電壓的有效值 (Vrms)。
安全裕量: 交流電網電壓存在波動(例如標稱220V,實際可能高達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。考慮波動到250VAC,峰值 ≈ 354V。那么建議選擇 VRRM ≥ 400V 或 600V 的橋堆。600V是最常見的選擇,提供了良好的裕量。在110VAC區域,通常選200V或400V。
這是二極管導通時在其兩端產生的電壓降。一個橋堆工作時,電流路徑上會同時串聯導通兩個二極管,因此總的正向導通壓降大約是 單個二極管Vf的2倍。
影響:
功耗和發熱: 功耗 P_loss ≈ Io * (2 * Vf)。Vf越大,產生的熱量越多,對散熱要求越高。
效率: Vf會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、持續時間很短(通常指一個電源周期或10ms)的非常大的非重復性過載電流(如開機瞬間給大電容充電的電流)。
重要性: 如果電路設計中存在大的輸入濾波電容,浪涌電流往往是導致橋堆損壞的主要原因,尤其是在冷啟動時。
選型建議:
估算或測量你電路中可能出現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)。
選擇橋堆的 IFSM 必須大于 你估算/測量的最大浪涌電流峰值。
對于浪涌電流大的應用(如開關電源),務必仔細核對此參數。有時需要選擇專門為高浪涌設計的橋堆,或者在輸入端增加NTC熱敏電阻等限流措施。
確定關鍵輸入參數:
交流輸入電壓范圍 (Vrms min/max)
最大負載直流輸出電流 (Io max)
工作環境溫度 (Ta max)
輸入濾波電容值(估算浪涌電流)
計算核心參數:
VRRM min = (Vrms max) * √2 * (1.2~1.5) → 選擇標準化的更高檔位電壓(如400V, 600V, 800V, 1000V)。
Io rated (橋堆) ≥ Io max (負載) * (1.5~2) → 選擇標準化的電流規格(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: 根據 VRRM, Io rated 初選幾個候選橋堆型號。
檢查浪涌電流 (IFSM): 確認初選型號的IFSM滿足要求,否則需選更大電流或專門高浪涌型號。
評估散熱:
查數據手冊得 Vf (典型值或最大值)。
計算 P_loss ≈ Io max * (2 * Vf)。
查數據手冊得 RθJA 或 RθJC。
計算溫升 ΔT = P_loss * RθJA。
計算結溫 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),浪涌要頂住(IFSM),散熱是根本(Tj控制)。”