1、功率二极管的正向导通等效电路
等效电路
说明：
二极管正向导通时可用一电压降等效，该电压与温度和所流过的电流有关，温度升高，该电压变小；电流增加，该电压增加。详细的关系曲线可从制造商的手册中获得。
2、功率二极管的反向截止等效电路
等效电路
说明：
二极管反向截止时可用一电容等效，其容量与所加的反向电压、环境温度等有关，大小可从制造商的手册中获得。
3、功率二极管的稳态特性总结
功率二极管稳态时的电流/电压曲线
说明：
二极管正向导通时的稳态工作点：
当Vin >>Vd 时，有：
而Vd对于不同的二极管，其范围为 0.35V~2V。
二极管反向截止时的稳态工作点： Id≈0，Vd = -Vin
稳态特性总结：
是一单向导电器件（无正向阻断能力）；
为不可控器件，由其两断电压的极性控制通断，无其它外部控制；
普通二极管的功率容量很大，但频率很低；
开关二极管有三种，其稳态特性和开关特性不同：
— 快恢复二极管；
— 超快恢复，软恢复二极管；
— 萧特基二极管（反向阻断电压降＜＜200V，无反向恢复问题）；
器件的正向电流额定是用它的平均值来标称的，只要实际的电流平均值没有超过其额定值，保证散热没问题，则器件就是安全的；
器件的通态电压呈负温度系数，故不能直接并联使用；
目前的 SiC 功率二极管器件，其反向恢复特性非常好。
4、功率二极管的开通和关断过程原理
开通和关断过程实验电路
二极管两端的电压和流过的电流：
开关过程原理：
开通过程[ t1 ~ t2 ]：
在 t1 前，二极管工作于截止状态，t1 时，理想开关关断，二极管的电流开始上升，对反偏二极管的结电容充电，使二极管的电压也开始上升，因PN 结耗尽区的工作机理（详细见半导体物理），使电压的上升比电流的上升要慢很多，电压正偏后，还会有一个几伏-几十伏的正向电压峰值，然后才进入稳定的正向导通状态。
关断过程[ t3 ~ t5 ]：
在 t3 前，二极管工作于导通状态，t3 时，理想开关开通，二极管的电流开始下降，因为少子电荷在正向电流降为零时仍存在，故二极管的电压仍维持正偏，为使其承受反向阻断的能力，必需将这些少子电荷抽掉，t3-t4 是抽走反向电荷的阶段，在t4时刻，二极管可开始反向阻断，t4-t5则是对二极管结电容（耗尽区）进行充电的过程，直到二极管完全承受外部所加的反向电压，进入稳定的反向截止状态。
实际的开通过程较短，分析时一般可忽略。通常可只分析关断过程，器件商会给出反向恢复时间和反向恢复电荷等参数。
5、功率二极管的功率损耗公式
导通损耗：
容性开通损耗：
开关损耗：
开通损耗：通常可忽略。
关断损耗：无公式，但存在。
对于低电压输出的开关电源，二极管的最大损耗是导通损耗。
6、功率二极管的选择原则与步骤
选择原则
1、根据电源规格，设计的工作频率等，合理选择：
— 高电压应用，当选用快恢复和超快恢复二极管；
— 15V 以下电源中的输出整流二极管应尽可能选萧特基；
2、选择时，如工作电流较大，则在相同的器件额定参数下，
— 应尽可能选择正向导通电压小的二极管；
— 应尽可能选择反响恢复快或软恢复的二极管；
— 应尽可能选择萧特基二极管。
选择步骤
1、根据电源规格，计算所选变换器中二极管的稳态参数：
— 反向阻断电压最大值；
— 最大的正向电流平均值；
2、从器件商的DATASHEET 中选择合适的二极管，可多选一些以便实验时比较；
3、从所选的二极管的其它参数，如正向通态压降，反向恢复时间等等，估算其工作时的最大损耗，与其它元器件的损耗一起，估算变换器的效率；
4、由实验选择最终的二极管器件。
来源：电源研发精英圈
赛思库
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