二极管家族与开关电源应用 —— 选型与关键参数
二极管在开关电源中的角色：输入整流、输出整流、续流、钳位、隔离反馈（基准）。本篇按家族梳理关键参数与选型逻辑；原厂深度资料见各器件译篇（基本元器件首页索引）。
1. 家族与典型用途
| 家族 | 特征 | 开关电源典型用途 |
|---|---|---|
| 普通整流管（1N400x 类） | trr 长（µs 级）、VF 低 | 工频输入桥式整流（100/120 Hz 换向，trr 无关紧要） |
| 快恢复/超快恢复（FR/UF/MUR） | trr 50~500 ns，耐压高 | 输出整流（反激/正激副边）、RCD 钳位、续流 |
| 硅肖特基（SB/SS/MBR） | VF 低（0.3~0.5 V）、无反向恢复（Qrr 极小）、IR 大 | 低压输出整流（5~12 V）、续流；高压侧受限于耐压 |
| SiC 肖特基 | 650/1200 V、无 Qrr、高温稳定 | PFC 升压二极管、高压副边 |
| 齐纳/基准 | 反向击穿稳压 | 一次侧钳位基准、TL431 替代、VCC 钳位 |
| TVS（瞬态电压抑制） | 雪崩式钳位、响应 ps 级、脉冲功率口径 | 输入浪涌配合、VCC/栅极防护（器件细节见保护器件板块） |
2. 关键参数速查
| 参数 | 含义 | 选型要点 |
|---|---|---|
| VF | 正向压降 | 决定导通损耗 $P=V_F \cdot I_{AVG}$（教科书通识）；肖特基优先但权衡 IR |
| trr / Qrr | 反向恢复时间/恢复电荷 | CCM 输出整流的关断损耗与 EMI 主源之一；高频大电流场景 Qrr 比 trr 更本质 |
| IRRM | 反向漏电流 | 高温下肖特基漏电指数上升 → 热失控风险，核对结温工况 |
| IFSM | 浪涌电流 | 上电对大电容充电、雷击配合工况（与 NTC/MOV 协同） |
| VRWM | 反向工作电压 | ≥ 电路峰值反向电压 × 1.2~1.5（业界经验降额） |
| trr 测试条件 | 数据表标注 IRM/IF/di/dt | 与实际电路条件对齐后再比较器件（业界经验） |
3. 反向恢复的代价（为何高频输出整流是难点）
CCM 下二极管从导通切换到截止时，需先抽走存储电荷（教科书通识）：
- 恢复期间副边短路回路出现大电流尖峰，叠加到原边开关管 → 开通损耗与电流尖峰；
- Qrr 每周期耗散 $P_{rr} = Q_{rr} \cdot V_R \cdot f_{SW}$（教科书通识）；
- 对策链：肖特基化 → SiC → 同步整流（见下）。
4. 同步整流：以 MOSFET 替代输出二极管
低压大电流输出时，二极管导通损耗占输出损耗比例过高，用低 RDS(on) MOSFET 同步整流替代：
- 控制时序与死区管理是核心难点（误开通/体二极管导通残留）；
- 库内五颗 SR 控制器对比：同步整流控制器横评。
5. 选型步骤
- 定用途与拓扑位置（桥/输出/钳位/续流）；
- 算电压应力（含漏感尖峰，见 RCD 篇）与电流应力（平均值/有效值/峰值）；
- 选家族（效率 vs 成本 vs 温度稳定性）；
- 核对高温 IR（肖特基）与 Qrr（快恢复）；
- 核对热阻与散热路径，按温升复核 VF 漂移（正温度系数器件除外）。
6. 常见错误
- 用肖特基做高压副边整流 → IR 高温失控，烧管；
- 忽略 trr 测试条件与实际电路不匹配 → 实测损耗远高于计算；
- 钳位二极管与输出整流管混用耐压口径（原边/副边应力不同）；
- 输出整流管散热焊盘与地平面未做隔离间距核算（安规）。
7. 库内实例锚点
上一级：01_二极管