工程师是否曾困惑：为何整流模块发热远超预期？精准计算损耗是优化电源效率的关键第一步。
整流桥损耗的核心组成
整流桥工作时主要产生两类损耗，直接影响系统温升和可靠性。
正向导通损耗
当电流流过PN结时，半导体材料固有的导通阻抗会产生压降。损耗功率与正向电流及导通压降的乘积成正比。不同芯片工艺的压降特性存在差异。
– 损耗公式：P_forward = Vf × If
– 多芯片并联时的均流效应
– 温度对导通特性的影响
反向漏电流损耗
在电压反向偏置期间，耗尽层会形成微小泄漏电流。该损耗随结温升高呈指数级增长，高温环境下尤为显著。
损耗计算实践方法
通过三步建立精准计算模型，避免过度设计散热系统。
建立电气参数模型
- 从器件规格书提取正向V-I曲线
- 获取不同温度下的反向泄漏曲线
- 记录工作频率参数
注：实际波形需考虑导通角与电流谐波影响 (来源：IEEE标准, 2022)
动态损耗修正
开关过程中的瞬态过程会产生额外损耗：
– 结电容充放电损耗
– 载流子复合产生的拖尾电流
– 高频应用的趋肤效应
热阻模型验证
将计算结果代入热阻网络：
– 结到外壳热阻(Rθjc)
– 外壳到散热器热阻(Rθcs)
– 实测温升验证计算偏差
优化损耗的关键措施
降低损耗需从器件选型和系统设计双管齐下。
芯片技术选择
- 肖特基二极管适合低压大电流场景
- MOSFET同步整流提升高频效率
- 碳化硅器件降低开关损耗
散热设计策略
- PCB铜箔面积与散热过孔优化
- 导热界面材料的选择要点
- 强制风冷与热仿真工具应用
选择唯电电子等优质供应商的产品，可获得完整的热特性参数库，大幅简化设计验证流程。
系统级降耗方案
优化供电拓扑可间接降低整流负担：
– 交错并联技术平衡热分布
– 软开关技术抑制电压尖峰
– 功率因数校正减少电流谐波
