一、整流二极管的基本定义
整流二极管是一种利用PN结单向导电性将交流电（AC）转换为直流电（DC）的半导体器件。其核心特性是正向导通、反向截止，允许电流仅沿单一方向流动。
典型结构：硅材料（正向压降约0.7V）或锗材料（正向压降约0.3V）。
核心公式： 整流效率（η） = (直流输出功率 / 交流输入功率) × 100% （实际效率受正向压降、反向漏电流等因素影响）
二、整流二极管的核心作用
AC/DC转换：
将交流电转换为脉动直流电（如桥式整流电路）。 反向电流阻断：
防止反向电流损坏电路（如电源输入极性保护）。 电压半波/全波整流：
半波整流：仅利用交流波形的正半周。
全波整流（桥式/中心抽头）：利用交流波形的正负半周，效率更高。
续流保护：
在感性负载（如电机、继电器）中释放反向电动势，保护开关器件。
三、整流二极管的应用方法
1. 设计示例：12V交流转直流电源
输入参数：AC 12V（有效值），频率50Hz。
峰值电压： Vp = Vrms × √2 = 12V × 1.414 ≈ 17V
选择二极管：
反向电压（Vr） ≥ 17V × 2（安全余量）→ 选Vr ≥ 50V。
正向电流（If） ≥ 负载电流 × 1.5 → 若负载1A，选If ≥ 1.5A。
电路实现：使用4颗1N4007（If=1A，Vr=1000V）组成桥式整流。
3. 特殊应用场景
高频开关电源：需选快恢复二极管（如FR107，Trr<500ns）。
低压大电流：选肖特基二极管（如SS34，Vf≈0.3V）。
四、整流二极管选型的关键点
参数定义与选型规则公式/示例正向电流（If）允许通过的最大平均电流If ≥ 1.5 × I_load（安全余量）反向电压（Vr）最大反向耐受电压Vr ≥ 2 × Vp（Vp：峰值反向电压）正向压降（Vf）导通时的电压损耗P_loss = Vf × I_load（损耗计算）反向恢复时间（Trr）从导通到截止的延迟时间（高频场景关键参数）高频电源选Trr < 100ns结温（Tj）最大允许工作温度（通常150℃）Tj = Ta + (P_loss × Rθja)
1. 功率与散热设计
功率损耗： P_loss = Vf × I_load （例如：Vf=0.7V，I_load=2A → P_loss=1.4W）
散热设计：
加装散热片（如TO-220封装需散热片面积≥5cm²/W）。
自然散热时，PCB铜箔面积≥50mm²/W。
2. 高频与效率优化
快恢复二极管：减少开关损耗（如Trr=50ns的UF4007）。
肖特基二极管：降低Vf提升效率（适用于5V以下低压场景）。
五、主流整流二极管厂商及型号
厂商典型型号参数适用场景ON Semi1N4007If=1A，Vr=1000V，Vf=1.1V通用低频整流VishayFR107If=1A，Vr=1000V，Trr=500ns开关电源续流Diodes IncSS34If=3A，Vr=40V，Vf=0.5V低压大电流（如DC-DC）STMicroSTTH8R06If=8A，Vr=600V，Trr=35ns高频逆变器、电机驱动
六、常见问题与解决方案
二极管过热：
原因：电流超限或散热不足。
解决：选更高If的型号，增加散热片。
反向击穿：
原因：Vr不足或瞬态过压。
解决：选更高Vr的二极管，并联TVS管。
高频噪声：
原因：Trr过长导致开关噪声。
解决：换用快恢复或肖特基二极管。
七、总结
整流二极管选型需综合电气参数、散热需求与应用场景：
参数匹配：If、Vr、Vf、Trr需满足电路要求。
高频优化：快恢复/肖特基二极管提升效率。
散热保障：合理设计散热路径，避免过热失效。
设计箴言：
“整流选压降，电流看余量； 高频快恢复，散热不能忘。”
注：具体选型请参考数据手册并结合实际测试验证。