MDD整流二极管的并联与串联应用：如何均流与提高耐压能力？

电力电子电路设计，有时单个整流二极管的电流承载能力或耐压能力无法满足应用需求，此时可以通过并联或串联方式来增强电流或耐压能力。然而，并联时需要解决均流问题，串联时要保证均压，否则会导致器件提前失效。MDD在本文将探讨整流二极管并联和串联的应用场景、挑战及优化方法，帮助工程师设计更可靠的整流电路。
1.整流二极管的并联应用：提升电流能力
（1）并联的目的
当单个整流二极管的额定电流不足时，可以通过多颗二极管并联来分担电流，从而提高整体承载能力。例如，一颗10A的二极管可能无法满足20A负载需求，此时可以使用两颗10A二极管并联来提供20A的能力。
（2）均流问题与解决方案
由于二极管的正向导通压降（V_F）存在离散性，即使是同型号的二极管，它们的V_F可能存在0.1V甚至更大的偏差，这会导致电流分配不均，部分二极管承担更多电流，可能因过热失效，从而影响整个电路的稳定性。
✅解决方案：1️⃣选用同批次、特性接近的二极管，减少参数偏差。
2️⃣增加均流电阻（在每个二极管串联一个小电阻，通常为0.1Ω～0.5Ω），使电流更加均匀。
3️⃣使用主动均流方案，如并联MOSFET进行动态电流分配，但此方法成本较高。
4️⃣使用肖特基二极管（Schottky Diode）：由于其正向压降（V_F）较低，器件间参数一致性较好，均流效果较普通PN结整流二极管更优。
（3）适用场景
✅大电流整流电路（如高功率电源）
✅逆变器、充电桩等需要高电流承载能力的设备
2.整流二极管的串联应用：提升耐压能力
（1）串联的目的
当单个整流二极管的耐压能力不足时，可以通过多颗二极管串联来提高整体耐压能力。例如：
需要1000V耐压，但单个二极管耐压只有500V，则可以两颗500V的二极管串联来达到1000V。
（2）均压问题与解决方案
由于二极管的反向击穿电压（V_R）存在离散性，电压可能不会均匀分布在每个二极管上，这可能导致某些二极管承受过高电压，提前进入雪崩击穿状态，进而损坏整个电路。
✅解决方案：1️⃣选用相同型号、相近参数的二极管，确保击穿电压（V_R）一致。
2️⃣在每个二极管并联均压电阻（通常为100kΩ～1MΩ），使电压均匀分配。
3️⃣在每个二极管并联电容（通常10nF～100nF），提升高频响应的均压效果。
（3）适用场景
✅高压整流电路（如高压电源、微波炉等）
✅逆变器、功率变换器中涉及高压整流的场景
3.并联与串联应用示例
（1）大电流应用（如50A整流）
假设需要一个50A整流电路，但单个20A的整流二极管（如MUR2020）不能满足需求，可以使用3颗MUR2020并联：
采用0.1Ω均流电阻，确保每颗二极管均分约16.7A，防止某颗二极管因过流失效。
（2）高压应用（如2000V整流）
假设需要一个2000V耐压的整流电路，但单颗1000V二极管（如1N5408）不够，则可采用2颗1N5408串联：
并联470kΩ均压电阻，确保每颗二极管承受均等电压（1000V）。
综上，
整流二极管的并联可以提高电流承载能力，但需要均流措施；串联可以提升耐压能力，但必须解决均压问题。正确设计均流电阻或均压电阻，并结合合理的器件选择，可以显著提高电路的可靠性，延长器件寿命。
你是否在设计中遇到整流二极管均流或均压的问题？欢迎交流你的解决方案！