如何串并联功率二极管

1.功率二极管的串联

功率二极管串联时，需要注意阻断特性和反向恢复特性的对称分布。图9-11给出了二极管串联时的均压电路。其中R为静态均压电阻，C为动态均压电容。

图9-11 功率二极管串联均压电路

均压电阻R和均压电容C要满足一定的约束条件。对n个具有给定截止电压的二极管串联电路，R、C计算公式：

式中，n是串联二极管的个数，U_R是二极管的截止电压，U_M是串联电路中二极管电压的最大值，ΔI_R是二极管漏电流的最大偏差，ΔQ_RR是二极管存储电荷量的最大偏差。并且ΔI_R和ΔQ_RR分别满足以下约束条件：

ΔI_R=0.85I_rm （9-3a）

ΔQ_RR=0.3Q_rr （9-3b）

式中，I_RM是二极管的最大漏电流，Q_RR是二极管的存储电荷量。(www.xing528.com)

按上式估计，为了达到电压均衡，流过均压电阻的电流大约是二极管漏电流的3～5倍。经验表明，当流过均压电阻的电流约为I_RM的3倍时，均压电阻就可以满足要求。在此条件下，均压电阻的损耗仍很大。

2.功率二极管的并联

功率二极管并联时不需要RC吸收电路，只需串联均流电阻。由于功率二极管的导通I-U特性曲线与温度密切相关。当温度变化时，正向压降变化很大，要求通态压降的偏差尽可能小。

图9-12给出了两种不同类型的功率二极管导通时的I-U特性对温度的依赖关系曲线^[4]。由图9-12a可见，对于给定的任何电流，随温度升高，正向压降U_F明显下降，说明这种二极管的U_F有很大的负温度系数（大于2mV/K），在高温下，容易发生热击穿，不能并联使用。由图9-12b可见，该二极管在常温与高温下的I-U特性相交。当额定电流大于75A时，正向压降具有正的温度系数，因此这种二极管可以并联使用。

图9-12 两种不同类型的功率二极管通态特性与温度的关系

图9-13 二极管采用均衡变压器进行并联均流

二极管并联时，通常采用均衡变压器来改善的电流分配，如图9-13所示。每个二极管都通过一个均衡变压器绕组与其他二极管相并联。如果流经二极管VD₁的电流I_D1大于流经二极管VD₂的电流I_D2，变压器磁心就会因电流差（I_D1-I_D2）产生一个磁通量。该磁通量的变化会在变压器的两臂感生出电压，其极性设置恰好使流经二极管VD₂的电流I_D2增加、流经二极管VD₁的电流I_D1减小，从而达到均流的目的。