整流二极管在大功率电源中显着的反向恢复时间

整流二极管的反向恢复时间是我们过去可以忽略的一个参数。当输入的交流电源为 60 Hz 且电流消耗为几安培时，微秒的反向恢复时间并不重要。现在，我们有了开关模式电源。开关频率在数百 kHz 到数 MHz 之间，电流消耗为数十或数百安培。在这种情况下，如果我们忽略此规范，后果自负。

二极管反向恢复时间和反向恢复电流是二极管的重要指标。所谓的快恢复，慢恢复二极管就是以此为标准。

二极管在从正偏转换到反偏的时候，即指二极管从导通状态恢复到具有阻断能力所需要的的时间，这段时间内会出现较大的反向恢复电流从阴极流向阳极，反向电流先上升到峰值，然后下降到零。其上升下降的时间就是反向恢复时间，峰值电流就是反向恢复电流。

出现上述反向回复时间是由于载流子的存在，移除这些载流子使二极管开始具有阻断能力需要一定的时间。在高达数百安培的工作电流情况下，快恢复二极管反向恢复时间只需要几个微秒。

这个在高频率的应用中会带来很大损耗。而反向恢复时间和电流和二极管截止时，正向电流的下降速率正相关。解决这个问题，一就是用恢复时间更快的二极管，二是采用ZCS方式关断二极管。

整流二极管：由于电网的频率较低，多数在20hz~60hz之间，所以整流二极管以低的正向导通损耗为优化设计目标。优化的结果是恢复时间要高于快恢复二极管。

肖特基二极管：又叫热载流子二极管，通过金属和半导体接触(肖特基接触)形成肖特基势垒从而实现整流。相对于普通的PN结二极管。肖特基二极管的反向恢复“惯性”很低。因此肖特基二极管适合于高频整流或者需要高速开关的场合。----肖特基接触有金属和N型半导体接触产生。

二极管工作于反向状态是被称为齐纳二极管。这是利用了半导体的齐纳或雪崩效应，使得二极管能够正常的工作。其显著特征：当反向电压超过某个特定的电压(齐纳电压Uz)时，二极管的反向电流会急速上升。在稳压电路中，很宽的电流范围内，二极管的齐纳电压可以保持恒定，也就是可以得到一个固定的参考电压。为了防止齐纳二极管呗过电流损坏，需要在电路中串联一个限流电阻。

如果齐纳二极管具有很短的响应时间，同时在短时间内可以提供很高的脉冲功率，则称为瞬变电压抑制二极管(TVS)。

齐纳二极管多用于参考电压电路，而TVS二极管则用于电源浪涌的抑制，比如用于IGBT驱动中的钳位电路。

对于本次讨论，“电流”是指常规电流，而不是电子流。电子流动方向相反。在一个完美的二极管中，当正向偏置时，电流从阳极流向阴极。在极性反转的瞬间，电流停止。在现实世界中，当 P 和 N 材料边界附近的空穴和电子结合时，会经过有限的时间。该时间量是反向恢复时间(或瞬态反向恢复时间)。因此，当空穴和电子在与其正常传导方向相反的方向上移动时，二极管正在以相反的方向通过电流。不是您对二极管的期望。

后果是什么?降低电源效率，当然，因为我们在浪费能源。二极管过热(这就是浪费能量的地方)。随着 PN 结缓慢劣化，二极管的可靠性降低。并且由于方向错误的短大电流突发而增加了 EMI。当反向恢复时间导致 EMI 时，它通常被视为可能的来源而被忽视，并且难以追踪。

要解决此问题，您可以降低开关频率，但随后您的变压器(在反激式设计中)或电感器(在降压式设计中)会变大。这会占用 PC 板上的更多空间，并且可能会增加总体成本。

您可以在每个二极管上添加一个串联 RC 缓冲器。这将减慢 di/dt 并保护二极管。但是您会在 RC 缓冲器中的电阻器中获得一定的功耗。这里没有免费的午餐。

RC 缓冲器的变化增加了一个额外的二极管。这可以帮助减少反向电流并减少功耗(搜索“RCD 钳位”)。与基于变压器的设计相关，减少漏电感，您可以在一定程度上减少反向电流问题。例如，如果变压器次级是中心抽头，则使用双线绕组技术会有所帮助。更好(更快)的二极管会有所帮助，尽管它们可能会花费更多。