在高頻電源轉(zhuǎn)換應(yīng)用（如開關(guān)電源、逆變器、電機(jī)驅(qū)動(dòng)）中，MDD整流橋的選型和設(shè)計(jì)直接影響系統(tǒng)效率和電磁兼容性（EMC）。高頻下的主要挑戰(zhàn)包括EMI（電磁干擾）控制和反向恢復(fù)時(shí)間（trr）優(yōu)化，如果處理不當(dāng)，會(huì)導(dǎo)致能量損耗、信號(hào)干擾、甚至器件損壞。MDD在本文探討高頻應(yīng)用下整流橋的EMI優(yōu)化策略及反向恢復(fù)時(shí)間的控制方案。

1.高頻應(yīng)用中整流橋的挑戰(zhàn)

（1）EMI問題

在高頻環(huán)境（>20kHz）下，整流橋的二極管在導(dǎo)通和關(guān)斷時(shí)會(huì)產(chǎn)生高頻開關(guān)噪聲，主要表現(xiàn)為：

共模噪聲：二極管開關(guān)瞬間產(chǎn)生的dv/dt效應(yīng)，通過寄生電容耦合到地，形成共模干擾。

差模噪聲：二極管反向恢復(fù)時(shí)的di/dt引起線路電流突變，形成差模干擾。

（2）反向恢復(fù)時(shí)間（trr）影響

在開關(guān)電源或高頻逆變器中，二極管在關(guān)斷時(shí)會(huì)有反向恢復(fù)電流，導(dǎo)致額外損耗和EMI問題。

傳統(tǒng)硅整流橋的trr通常較長(zhǎng)（幾十到上百納秒），在高頻環(huán)境下易導(dǎo)致寄生振蕩和開關(guān)損耗增加。

trr越長(zhǎng)，反向恢復(fù)損耗越大，導(dǎo)致MOSFET或IGBT的開關(guān)損耗上升，降低系統(tǒng)效率。

2.EMI優(yōu)化方案

（1）選用超快恢復(fù)或肖特基整流橋

?超快恢復(fù)整流橋（trr≤50ns）

適用于中等電壓（<600V）的高頻應(yīng)用，如PFC整流、開關(guān)電源輸出整流。

trr較短，減少反向恢復(fù)引起的EMI問題。

?肖特基整流橋（trr≈0ns）

適用于低壓高頻應(yīng)用（<200V），如DC-DC變換器。

由于無反向恢復(fù)過程，EMI影響極小，但耐壓較低。

（2）RC緩沖電路

?在整流橋兩端并聯(lián)RC吸收電路（如100Ω+1nF），用于抑制高頻噪聲。

?RC緩沖網(wǎng)絡(luò)可有效吸收dv/dt引起的瞬態(tài)電壓尖峰，減少EMI。

（3）優(yōu)化PCB布局

縮短整流橋至負(fù)載的走線，降低寄生電感。

增加地平面，減少共模噪聲的回流路徑。

使用低ESL（等效串聯(lián)電感）的陶瓷電容做旁路，降低高頻噪聲。

（4）屏蔽與濾波

**共模濾波器（如共模扼流圈）**降低高頻干擾。

屏蔽銅箔或金屬罩減少電磁輻射。

3.反向恢復(fù)時(shí)間（trr）控制方案

（1）選擇合適的二極管

?低trr超快恢復(fù)整流橋（UF系列）

適用于高頻AC-DC轉(zhuǎn)換，減少反向恢復(fù)損耗。

例如UF4007（trr≈75ns）適用于高壓整流，MB6S（trr≈50ns）適用于高頻橋式整流。

?SiC（碳化硅）二極管

trr接近0，適用于高壓高頻應(yīng)用（>600V），如光伏逆變器、PFC電路。

SiC二極管幾乎無反向恢復(fù)電流，可極大減少EMI和開關(guān)損耗。

（2）降低開關(guān)頻率

適當(dāng)降低開關(guān)頻率（如從100kHz降至50kHz），可減少di/dt變化速率，降低EMI影響。

但需要在EMI與效率之間權(quán)衡，避免影響功率密度。

（3）增加串聯(lián)電阻

在二極管陽(yáng)極串聯(lián)小電阻（如10Ω），可減緩di/dt變化，降低反向恢復(fù)峰值電流，減少EMI。

但需注意功率損耗，適用于小電流應(yīng)用。

（4）優(yōu)化驅(qū)動(dòng)電路

采用軟開關(guān)技術(shù)（如ZVS、ZCS），可降低di/dt，減少反向恢復(fù)損耗。

在PWM驅(qū)動(dòng)MOSFET時(shí)，適當(dāng)調(diào)整死區(qū)時(shí)間，避免二極管反向恢復(fù)電流過大。

4.高頻整流橋的選型建議

5.結(jié)論

高頻應(yīng)用下，整流橋的EMI優(yōu)化和反向恢復(fù)控制是關(guān)鍵設(shè)計(jì)點(diǎn)。通過選擇低trr的二極管（如超快恢復(fù)、肖特基或SiC）、優(yōu)化PCB布局、增加緩沖電路，可以有效減少EMI和功率損耗，提升系統(tǒng)效率。工程師在選型時(shí)應(yīng)結(jié)合開關(guān)頻率、輸入電壓、功率等級(jí)，選擇最適合的整流橋方案，以保證系統(tǒng)穩(wěn)定性和可靠性。