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二極管串聯應采用均壓電阻(即每一個二極管都并上一個大電阻),使各串聯二極管各自擔負合理的電壓。高壓高頻整流變換器的整流橋采用快恢復二極管進行整流,其耐壓往往不能滿足要求,這時需采用多個快恢復二極管串聯來滿足斷態時阻斷電壓的需要。如何保證在串聯二極管斷態時每個二極管均勻的承受橋臂中相應的電壓,一直是高功率電力電子變流裝置研究的難題。器件的不均壓會導致二極管的反向電壓過高而損壞,引起連鎖反應,逐個把二極管擊穿,影響整機的可靠性和穩定性。

影響二極管串聯不均壓的因素通常包括二極管的自身因素和外圍電路的影響。在高壓環境下,二極管對高壓側以及對地側的分布電容也是影響二極管串聯不均壓的重要因素之一。

快恢復二極管串聯不均壓因素

造成快恢復二極管串聯不均壓的主要因素包括其自身原因和外部原因。其自身原因是由加工工藝造成的,原材料的差異以及制造過程中各個工段的分散性,都或多或少造成了二極管承受反向電壓時的不一致。自身原因主要體現在:

①伏安特性的差異;

②反向恢復電荷的不同:

③開關時間不一致;

④臨界電壓上升率不同。

伏安特性的差異造成了二極管的靜態不均壓,反向恢復電荷、開關時間以及臨界電壓上升率的差異造成了二極管的動態不均壓。無論是靜態不均壓還是動態不均壓,在選擇二極管時應盡量選取同一批號的二極管,以保證其自身參數的一致性,從而做到二極管的近似均壓。

二極管不均壓的外部原因是外部電路的影響,如電路中二極管的布局和外引線質量等。另外,電路中分布電容的存在也是造成二極管不均壓的外因之一。通過調整電路中二極管的布局可以減小外圍電路對二極管不均壓的影響,但在高壓高頻整流環境下,電路中的分布電容會造成串聯二極管的嚴重不均壓。

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