【实例分析】抑制功率二极管反向恢复的3种方法大比拼

二极管反向恢复emi问题二极管反向恢复 EMI 问题电子设备广泛应用于各个领域，但其工作所产生的电磁干扰也日益引起人们的关注。

其中，二极管反向恢复 EMI 问题被认为是一项重要的挑战。

本文将探讨二极管反向恢复 EMI 问题的本质、影响以及相应的解决方案。

一、二极管反向恢复 EMI 问题的本质二极管是一种常见的电子元件，其在电路中具有重要的作用。

当二极管在工作时，由于其特性导致存在反向恢复现象。

这种反向恢复过程会引发电磁干扰，产生不利影响，特别是在高频电路中更加明显。

二极管反向恢复 EMI 问题的本质即在于二极管内部电荷重新组合的过程中所产生的电磁辐射。

二、二极管反向恢复 EMI 问题的影响二极管反向恢复 EMI 问题对于电子设备的正常运行可能会带来多方面的负面影响。

首先，它可能导致信号的失真，从而影响整个电路的工作性能。

其次，由于电磁辐射的存在，会对周围的电子设备或系统造成干扰，干扰范围由近及远，严重时可能导致设备的故障甚至损坏。

此外，二极管反向恢复 EMI 问题还可能影响系统的抗干扰能力，增加系统的噪声水平，降低系统的可靠性和稳定性。

三、解决二极管反向恢复 EMI 问题的方法针对二极管反向恢复 EMI 问题，人们提出了多种解决方法和技术手段。

下面将介绍几个常用的方法：1. 选用合适的二极管不同类型的二极管在反向恢复特性方面存在差异，因此选择合适的二极管具有重要意义。

例如，快恢复二极管或肖特基二极管具有较低的反向恢复时间和较小的反向恢复电流，能够有效地减小二极管反向恢复 EMI 问题。

2. 电磁屏蔽通过在电路设计过程中添加电磁屏蔽措施，可以有效地降低二极管反向恢复 EMI 问题。

例如，在关键的电子元件或电路之间增加金属屏蔽罩，或使用特殊材料进行电磁屏蔽处理，都可以有效抑制电磁辐射，减少电磁干扰。

3. 过渡滤波器过渡滤波器是一种有效的解决二极管反向恢复 EMI 问题的方法。

过渡滤波器能够对二极管反向恢复过程中所产生的高频干扰信号进行滤波，从而减少电磁辐射。

二极管反向恢复emi问题
二极管的反向恢复电压（Reverse Recovery V oltage，简称RRV）是在二极管从正向导通状态切换到反向截止状态时所产生的反向电压峰值。

而EMI （Electromagnetic Interference，电磁干扰）是指电子设备在操作过程中产生的电磁能量，可能会对周围的设备或系统造成干扰。

反向恢复电压对EMI有一定的影响。

当二极管从正向导通状态切换到反向截止状态时，反向恢复电压会引起电压尖峰和电流尖峰的产生，这可能会产生高频噪声和干扰信号，进而导致EMI问题。

为了减小二极管的反向恢复电压对EMI造成的影响，以下是一些可能采取的措施：
1. 选择合适的二极管：选择反向恢复电压较低的二极管，或选择具有较低反向恢复电压的快速恢复二极管或超快速二极管。

2. 使用瞬态电压抑制器（Transient V oltage Suppressor，简称TVS）：TVS可以提供更好的电压抑制能力，限制反向恢复电压峰值，减少EMI问题。

3. 增加滤波电路：通过添加合适的滤波电路，如电容、电感等元件，可以减小高频噪声和干扰信号的传播。

需要根据具体的电路设计和应用场景选择合适的方法来减小二极管反向恢复电压对EMI问题的影响。

在实际设计中，还需要进行电磁兼容性测试和调试，确保系统能符合相关标准和要求。

开关电源的尖峰干扰及其抑制电源纹波会干扰电子设备的正常工作，引起诸如计算机死机、数据处理出错及控制系统失灵等故障，给生产和科研酿成难以估量的损失，因此必须采取措施加以抑制。

产生尖峰的原因很多，以下着重说明滤波电路对二极管反向恢复时间所产生的纹波尖峰加以分析，并总结出几种有效的抑制措施。

2滤波电路为减小电源尖峰干扰需要在电源进线端和电源输出线端分别加入滤波电路。

2.1电源进线端滤波器在电源进线端通常采用如图1所示电路。

该电路对共模和差模纹波干扰均有较好抑制作用。

图中各元器件的作用：（1）L1,L2,C1用于滤除差模干扰信号。

L1,L2磁芯面积不宜太小，以免饱和。

电感量几毫亨至几十毫亨。

C1为电源跨接电容，又称X电容。

用陶瓷电容或聚脂薄膜电容效果更好。

电容量取0.22μF～0.47μF。

（2）L3，L4，C2，C3用于滤除共模干扰信号。

L3，L4要求圈数相同，一般取10，电感量2mH左右。

C2，C3为旁路电容，又称Y电容。

电容量要求2200pF左右。

电容量过大，影响设备的绝缘性能。

在同一磁芯上绕两个匝数相等的线圈。

电源往返电流在磁芯中产生大小相等、方向相反的磁通。

故对差模信号电感L3、L4不起作用（见图2），但对于相线与地线间共模信号，呈现为一个大电感。

其等效电路如图3所示。

由等效电路知：令L1=L2=M=L，UN=RCI1同时RC RL，则：图1电源进线端滤波电路(1)一般ωL RL，则：。

式（1）表明，对共模信号Ug而言，共模电感呈现很大的阻抗。

2.2输出端滤波器输出端滤波器大都采用LC滤波电路。

其元件选择一般资料中均有。

为进一步降低纹波，需加入二次LC滤波电路。

LC滤波电路中L值不宜过大，以免引起自激，电感线圈一般以1～2匝为宜。

电容宜采用多只并联的方法，以降低等效串联电阻。

同时采样回路中要加入RC前馈采样网络。

图2共模电感对差模信号不起作用如果加入滤波器后，效果仍不理想，则要详细检查公共地线的长度、线径是否合适。

二极管是如何反向恢复的？（图文并茂详解）1、二极管从正向导通到截止有一个反向恢复过程在上图所示的硅二极管电路中加入一个如下图所示的输入电压。

在0―t1时间内，输入为+VF，二极管导通，电路中有电流流通。

设VD为二极管正向压降（硅管为0.7V左右），当VF远大于VD时，VD可略去不计，则：在t1时，V1突然从+VF变为-VR。

在理想情况下，二极管将立刻转为截止，电路中应只有很小的反向电流。

但实际情况是，二极管并不立刻截止，而是先由正向的IF变到一个很大的反向电流IR=VR／RL，这个电流维持一段时间tS后才开始逐渐下降，再经过tt后，下降到一个很小的数值0.1IR，这时二极管才进人反向截止状态，如下图所示。

通常把二极管从正向导通转为反向截止所经过的转换过程称为反向恢复过程。

其中tS称为存储时间，tt称为渡越时间，tre=ts+tt称为反向恢复时间。

由于反向恢复时间的存在，使二极管的开关速度受到限制。

2、产生反向恢复过程的原因——电荷存储效应产生上述现象的原因是由于二极管外加正向电压VF时，载流子不断扩散而存储的结果。

当外加正向电压时Ｐ区空穴向Ｎ区扩散，Ｎ区电子向Ｐ区扩散，这样，不仅使势垒区（耗尽区）变窄，而且使载流子有相当数量的存储，在Ｐ区内存储了电子，而在Ｎ区内存储了空穴，它们都是非平衡少数载流于，如下图所示。

空穴由Ｐ区扩散到Ｎ区后，并不是立即与Ｎ区中的电子复合而消失，而是在一定的路程LP（扩散长度）内，一方面继续扩散，一方面与电子复合消失，这样就会在LP范围内存储一定数量的空穴，并建立起一定空穴浓度分布，靠近结边缘的浓度最大，离结越远，浓度越小。

正向电流越大，存储的空穴数目越多，浓度分布的梯度也越大。

电子扩散到Ｐ区的情况也类似，下图为二极管中存储电荷的分布。

把正向导通时，非平衡少数载流子积累的现象叫做电荷存储效应。

当输入电压突然由+VF变为-VR时Ｐ区存储的电子和Ｎ区存储的空穴不会马上消失，但它们将通过下列两个途径逐渐减少：①在反向电场作用下，Ｐ区电子被拉回Ｎ区，Ｎ区空穴被拉回Ｐ区，形成反向漂移电流IR，如下图所示；②与多数载流子复合。

二极管反向恢复损耗计算
二极管反向恢复损耗是指在二极管开路状态下，当二极管从正向电压状态切换到反向电压状态时，由于少数载流子的非平衡分布而产生的瞬间反向电流。

这种瞬间反向电流会导致二极管反向电压上升，从而导致反向恢复时间延长，二极管损耗增加。

计算二极管反向恢复损耗的方法是先计算二极管的反向恢复电流，然后根据反向恢复电流和反向电压计算二极管的反向恢复功率。

反向恢复电流的计算可以通过测量二极管的反向恢复时间和反向电
压得到。

反向恢复功率可以通过反向恢复电流和反向电压乘积得到。

为了降低二极管反向恢复损耗，可以采用以下措施：
1. 使用快速恢复二极管或超快速恢复二极管来替代常规二极管。

2. 增加二极管的反向电容，可以降低反向恢复电流。

3. 通过选择合适的二极管反向电压和反向恢复时间，也可以有
效降低二极管反向恢复损耗。

总之，二极管反向恢复损耗是电路设计中需要考虑的一个重要问题，需要根据具体情况选择合适的二极管和采取相应的措施来降低损耗。

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教你3种方法抑制功率二极管反向恢复
高频功率二极管在电力电子装置中的应用极其广泛。

但PN结功率二极管在由导通变为截止状态过程中，存在反向恢复现象。

这会引起二极管损耗增大，电路效率降低以及EMI增加等问题。

这一问题在大功率电源中更加突出。

常用RC吸收、串入饱和电抗器吸收、软开关电路等开关软化方法加以解决，但关于其效果对比的研究报道尚不多见。

本文以Buck电路为例，对
这几种方案进行了比较，通过实验及仿真得出有用的结论。

 1、二极管反向恢复原理
 以普通PN结二极管为例，PN结内载流子由于存在浓度梯度而具有扩散运动，同时由于电场作用存在漂移运动，两者平衡后在PN结形成空间电荷区。

当二极管两端有正向偏压，空间电荷区缩小，当二极管两端有反向偏压，空间电荷区加宽。

当二极管在导通状态下突加反向电压时，存储电荷在电场的作用下回到己方区域或者被复合，这样便产生一个反向电流。

 2、解决功率二极管反向恢复的几种方法
 为解决功率二极管反向恢复问题已经出现了很多种方案。

一种思路是从器件本身出发，寻找新的材料力图从根本上解决这一问题，比如碳化硅二极管的出现带来了器件革命的曙光，它几乎不存在反向恢复的问题。

另一种思路是从拓扑角度出发，通过增加某些器件或辅助电路来使功率二极管的反向恢复得到软化。

目前，碳化硅二极管尚未大量进入实用，其较高的成本制约了普及应用，大量应用的是第二种思路下的软化电路。

本文以一个36V输入、30V/30A输出、开关频率为62.5kHz电路（如图1所示）为例，比较了几种开关软化方法。

双管正激中二极管反向恢复的研究和抑制双管正激中二极管反向恢复指的是在单向导电的二极管中，当正向电
压施加于二极管时，电流可以流过。

然而，当电压为负向时，二极管会反
向恢复，即导电能力下降或停止导电。

这种现象会对电路的正常工作产生
影响，因此需要进行研究和抑制。

研究双管正激中二极管反向恢复的目的是为了找到有效的控制方法，
以提高电路的性能和稳定性。

研究在以下几个方面进行。

首先，研究者可以通过模拟和测量电流-电压曲线，了解反向恢复现
象的特点。

这将有助于理解反向恢复的机理和原因，从而引导后续的研究
和抑制措施。

其次，可以通过调整材料和工艺制造二极管，来改善反向恢复现象。

例如，选择合适的材料，可以增加二极管的载流子扩散速度，减少反向恢
复时间。

此外，优化接触电阻和电极结构，也可以减小反向恢复现象。

此外，研究者还可以通过应用外部电路进行抑制。

例如，使用电容、
电感和二极管等元器件组成滤波电路，将反向恢复的负面影响降到最低。

此外，使用快速继电器等特殊元件，也可以帮助抑制反向恢复。

最后，研究者还可以通过数值仿真和实验验证来评估抑制方法的有效性。

通过比较实验结果和数值仿真结果，可以验证研究的正确性，并进一
步改进抑制方法。

综上所述，双管正激中二极管反向恢复的研究是一个重要的课题，目
的是为了提高电路的性能和稳定性。

通过理解反向恢复现象的机理和原因，选择合适的材料和工艺制造二极管，应用外部电路进行抑制，以及通过数
值仿真和实验验证等方法，可以有效地抑制和改善反向恢复现象，为电路的可靠性和稳定性提供有力的支持。

mos管加二极管防反接电路
MOS管加上二极管可以构成防反接电路，保护电路不受电源反接的损害。

以下是一些常见的实现方式：
1. NMOS防反接电路：在电源正确连接时，电流流过NMOS的体二极管（寄生二极管），由于体二极管压降很小，可以忽略不计。

此时，通过电阻分压网络使得NMOS的栅极电压足以使其导通，从而允许电流通过。

如果电源反接，NMOS则不会导通，从而防止了电流流向负载。

2. PMOS防反接电路：与NMOS类似，PMOS管也可以用于防反接，但连接方式不同。

当电源正确连接时，PMOS的寄生二极管导通，而PMOS管本身也会导通，允许电流流通。

电源接反时，PMOS管不导通，防止了电流流向负载。

3. 二极管防反接：这是最简单的防反接方法，利用二极管的单向导通特性。

但二极管会有一定的压降，例如硅管约0.7V，锗管约0.2-0.3V，这在电压较低的应用中可能不太合适。

此外，在大电流应用中，二极管上的功耗和发热可能会较大。

4. 整流桥防反接：使用四个二极管构成整流桥，无论电源正接还是反接，电路都能正常工作。

但这种方法的缺点与单一二极管防反接相同，且压降是两个二极管的总和。

在选择防反接电路时，需要根据具体的应用场景和要求来决定使用哪种方式。

例如，对于低压或大电流的应用，可能需要考虑压降和功耗的问题。

而对于一些小功率或者对成本敏感的应用，简单的二极管防反接可能就足够了。

二极管反向恢复时间参数二极管反向恢复时间参数是指在二极管正向导通后，当输入电压反向变化时，二极管从导通状态变为截止状态所需的时间。

考虑到二极管的应用广泛性和重要性，研究反向恢复时间参数对于电子设备的设计和优化至关重要。

本文将从二极管反向恢复时间的定义、影响因素、测试方法和参数优化等方面进行详细的阐述和分析。

一、二极管反向恢复时间的定义二极管反向恢复时间是指当二极管从导通状态切换到截止状态所需的时间。

在二极管正向导通时，导通电流会使二极管的内部发生PN结的不对称性变化，当输入电压反向时，需要经过一定的时间才能将PN结恢复到截止状态。

这个时间间隔称为反向恢复时间。

二、二极管反向恢复时间的影响因素二极管反向恢复时间受多种因素的影响，下面列举了主要的几个因素：1. 二极管的结构和材料：不同类型的二极管的PN结结构和材料不同，其反向恢复时间也会有所差异。

通常，快恢复二极管的反向恢复时间较短，而普通二极管的反向恢复时间较长。

2. 反向恢复电荷：当输入电压反向时，二极管内PN结发生反向恢复过程。

在这个过程中，原本导通的二极管需要将导通电荷清除，并从截止状态恢复正常。

反向恢复电荷的大小直接影响了二极管反向恢复时间，反向恢复电荷越小，反向恢复时间越短。

3. 外部电路的负载条件：二极管的反向恢复时间还与外部电路的负载条件有关。

在不同的负载条件下，反向恢复时间可能会有所差异。

通常情况下，负载电流较大时，二极管的反向恢复时间会延长。

4. 工作温度：温度对二极管的反向恢复时间也有一定的影响。

在较高温度下，反向恢复时间可能会缩短，而在较低温度下，则可能会延长反向恢复时间。

三、二极管反向恢复时间的测试方法为了准确测量二极管的反向恢复时间，需要采用特定的测试方法。

下面介绍了常用的两种测试方法：1. 放电测试法：这是最常用的测试方法之一。

该方法基于原理是，当二极管在正向通态时，涌入少量载流子，这些载流子在反向时以一定速率消失。

通过测量二极管的反向恢复电压和载流子的放电时间，可以得到反向恢复时间。