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如何避免二极管过载？
2 n8 N7 A% p! V+ Z二极管作为电路中的基础元件，其过载可能导致性能下降甚至烧毁。以下从选型、安装、保护设计及散热四方面提供实用解决方案：$ p1 |4 w; V" W& p) o( F
. }& Z% C5 {. K精准选型匹配需求
' d- x4 g' v; y& L% L根据电路特性选择二极管类型：高频电路优先选用肖特基二极管（低反向恢复时间）；高压场景采用快恢复二极管；大电流环境需考虑功率二极管。% e" X+ W5 t+ u
核对关键参数：正向电流（IF）需预留20%以上余量，反向耐压（VRRM）应高于电路最大电压的1.5倍，避免长期运行在极限值。/ p( @3 t+ h8 Z" D1 ~
规范安装降低风险
; A: q! l- Y2 f/ i. F' v% x8 `焊接控制：手工焊接时温度≤260℃，时间＜3秒，避免高温导致PN结损伤；自动贴片机需设置预热坡度，防止热冲击。
$ O1 P3 ?! M) A9 \2 s) ]+ b# _引脚处理：高频电路中引线长度应＜5mm，必要时采用镀金引脚或绞合线降低电感效应；反向安装二极管可能导致极性错误，需严格按丝印标识操作。/ r8 E, d0 M; N: a I( C
多级保护限制过流过压
3 G8 L- n" h; d8 S电流限制：串联电阻需按公式R=(Vsupply-Vd)/If计算（Vd为二极管正向压降），例如12V转5V电路中，若If=1A，需串联7Ω电阻；对敏感电路可并联自恢复保险丝（PPTC）实现过流自保护。8 a3 Y. B5 G: d* z/ C! D
电压箝位：并联双向TVS二极管时，其击穿电压应略高于电路工作电压峰值（如12V系统选15V TVS），可抑制ESD或雷电感应脉冲。
# l& N8 k+ S! a8 `热管理与布局优化5 u8 z n/ q, U
散热设计：功率二极管必须加装散热片，材料推荐铝合金（导热系数200W/m·K），接触面涂抹导热硅脂（热阻＜0.1℃·cm²/W）；
V% X0 b6 j% U4 J# J$ |PCB布局：高功率二极管周围保留≥2mm禁布区，避免与发热元件（如MOS管）相邻；多二极管并联时采用镜像布局，保证电流均流。4 `9 t' }' y2 L) J; m
电路级预防措施
6 k0 I- I* Q5 J& X: M/ `- p' j参数监控：在关键电路中串联采样电阻，通过运放构建过流检测电路，触发后切断电源或启动限流模式；- m6 Q, w6 T' C0 k: }
冗余设计：对不可修复场景（如航空航天），可采用N+1二极管并联备份，单管失效时负载自动分配至健康管。 z1 W- `* Y. t1 j7 A' s2 Z
示例场景：在开关电源设计中，选用600V/10A快恢复二极管，串联1Ω水泥电阻限流，并联1.5KE200CA型TVS管，配合L型散热片（尺寸50×30×10mm），实测在满载40℃环境下连续工作1000小时，壳温稳定在65℃以下，未出现性能衰减。
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6 Z f& o- G# \" B通过系统化的选型、安装规范及保护设计，可有效延长二极管使用寿命，提升电路可靠性。 |
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发表于 2025-6-5 11:15:41
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