在高功率電源、UPS（不間斷電源）、工業(yè)逆變器和電動(dòng)汽車充電系統(tǒng)等應(yīng)用中，單個(gè)整流橋的額定電流往往無法滿足系統(tǒng)需求，因此需要通過整流橋并聯(lián)來提高整流能力。然而，在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中，并聯(lián)整流橋常會(huì)遇到均流不均的問題，導(dǎo)致某些器件承受過大電流而提前失效。本文將結(jié)合MDD整流橋的應(yīng)用，探討并聯(lián)均流難題，并總結(jié)多器件協(xié)同工作的黃金法則，幫助工程師優(yōu)化設(shè)計(jì)，提高系統(tǒng)可靠性。
在理論上，若多個(gè)整流橋并聯(lián)，電流應(yīng)當(dāng)均勻分布，以便每個(gè)整流橋都能合理分擔(dān)負(fù)載電流。然而，在實(shí)際應(yīng)用中，由于以下幾個(gè)原因，電流往往無法均勻分布：
(1)二極管的正向壓降差異（VF不匹配）
整流橋內(nèi)部的二極管，即使是同一批次的產(chǎn)品，其正向壓降（VF）仍存在微小的制造公差。VF較低的二極管會(huì)先導(dǎo)通并承受較大電流，而VF較高的二極管則導(dǎo)通較少或幾乎不導(dǎo)通，導(dǎo)致單個(gè)整流橋過載失效。
(2)結(jié)溫影響（溫度漂移）
二極管的正向壓降（VF）會(huì)隨溫度上升而降低，導(dǎo)致導(dǎo)通電流進(jìn)一步增加，形成熱失控效應(yīng)（Thermal Runaway）。如果某個(gè)整流橋先發(fā)熱，它的VF會(huì)下降，使其承受更大電流，進(jìn)一步升溫，最終導(dǎo)致過熱損壞。
(3)PCB走線不對(duì)稱
如果并聯(lián)整流橋的PCB布線長(zhǎng)度不同，某些橋式整流器的路徑電阻較低，將承擔(dān)較大電流，進(jìn)一步加劇均流不均的問題。
2.解決方案：黃金法則
為了確保整流橋在并聯(lián)工作時(shí)能夠均流穩(wěn)定，我們可以采用以下幾條黃金法則進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。
(1)選用匹配度高的整流橋
在設(shè)計(jì)中應(yīng)優(yōu)先選擇同一批次、同一型號(hào)的MDD整流橋，并確保其VF公差盡可能小。MDD提供嚴(yán)格篩選的低VF匹配整流橋，如MDD KBPC系列，能夠降低均流誤差，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。
(2)增加均流電阻（Rbal）
為了減少VF不匹配的影響，可以在每個(gè)整流橋的輸出端串聯(lián)一個(gè)小電阻（通常為0.1Ω至0.5Ω），該電阻會(huì)對(duì)高電流通路形成一定的壓降，迫使各整流橋的電流趨于均衡。均流電阻的功率應(yīng)根據(jù)總電流計(jì)算，避免過熱損壞。
(3)優(yōu)化PCB布線
在并聯(lián)設(shè)計(jì)中，確保所有整流橋的布線長(zhǎng)度一致，等長(zhǎng)等阻設(shè)計(jì)，避免因PCB走線阻抗差異造成電流分配不均。對(duì)于大電流應(yīng)用，可以采用銅排或?qū)掋~箔布線，確保低阻抗連接。
(4)采用散熱均衡設(shè)計(jì)
由于溫度對(duì)整流橋均流影響顯著，建議使用統(tǒng)一散熱設(shè)計(jì)，如安裝共用散熱片或使用導(dǎo)熱墊片，確保所有整流橋工作在相同的熱環(huán)境中。MDD的GBPC系列整流橋，采用金屬底座封裝，可有效降低溫差帶來的均流偏差。
(5)選擇低熱阻封裝
使用低VF且低熱阻的整流橋（如MDD的肖特基整流橋GBJ或GBPC系列），能夠減少因溫度變化導(dǎo)致的均流失衡。此外，金屬封裝比塑料封裝的散熱效果更好，可優(yōu)先選用。
(6)采用主動(dòng)均流控制電路
在更高功率應(yīng)用（>50A）中，可以使用主動(dòng)均流控制電路，如運(yùn)放電路檢測(cè)各整流橋的輸出電流，并通過MOSFET動(dòng)態(tài)調(diào)整負(fù)載分配，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)均流。
3.實(shí)戰(zhàn)案例：MDD整流橋在工業(yè)電源中的應(yīng)用
某工業(yè)電源設(shè)計(jì)需要輸出100A整流電流，初始方案采用兩顆MDD KBPC5010（50A/1000V）整流橋并聯(lián)，但測(cè)試時(shí)發(fā)現(xiàn)：
一個(gè)整流橋流過65A，另一個(gè)僅35A，導(dǎo)致前者發(fā)熱嚴(yán)重，長(zhǎng)期工作后易損壞；
熱成像測(cè)試發(fā)現(xiàn)溫度差達(dá)到15°C，說明均流不良。
優(yōu)化方案：
選用更嚴(yán)格匹配VF的MDD KBPC5010整流橋；
在每個(gè)整流橋的輸出端串聯(lián)0.2Ω/5W均流電阻；
采用加厚PCB銅箔+共用散熱片，確保溫度均勻；
重新優(yōu)化布線，保證對(duì)稱布局。
最終測(cè)試結(jié)果：兩顆整流橋的電流誤差降低至±5%，溫度差減少至3°C，系統(tǒng)穩(wěn)定性大幅提升。
4.結(jié)論
整流橋并聯(lián)雖然能提高整流能力，但工程師必須正視均流不均的挑戰(zhàn)，否則容易導(dǎo)致某些整流橋過載損壞，影響系統(tǒng)壽命。通過選用低VF匹配整流橋、增加均流電阻、優(yōu)化PCB布線、強(qiáng)化散熱設(shè)計(jì)，可以有效改善均流問題，提升系統(tǒng)的可靠性和壽命。MDD提供高品質(zhì)整流橋方案，助力工程師解決整流橋并聯(lián)的均流難題，實(shí)現(xiàn)高效穩(wěn)定的電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)。
