开关电源输出端为什么串接两个二极管？

cqh0779

菜鸟刚学设计开关电源，但是在网上有个电路图，他的输出端串接了两个一样的二极管，那是起到什么作用的？
有点不明白，一般来说，不是接一个就可以了吗。为什么要接两个，而且两个二极管的型号是一样的。。
请教各位大哥能帮帮忙分析一下，不胜感激。。。

(原文件名:两个二极管.JPG)

huwuzhao

那两个管是做在一个封装里面的.

cqh0779

不是，是分开独立的。

huwuzhao

汗!

linyu0395

一般都是肖特基二极管

apcfy

我也有同样的疑问，以前见过这类的东西。。有可能是“画蛇添足”。

huwuzhao

原理图都看不好。没看到流水号（D2）是一样的吗。那表示同一封装。开关电源像这样的二极管很多。

cqh0779

不好意思，刚才那两个二极管是标错了，应该是D1和D2.现在已经改过来了。
不过我很想知道为什么再加上一个二极管呀？

cowboy

猜一下，串两个二极管是为了保证-5V电压的稳定。

xyyy

维修的应该知道A3电源，它的放大管的基极对输出电压取样电阻，日本原来的电路是两个1/4瓦50K电阻的串联，到了中国，认为这是画蛇添足，改成了一个1/2瓦100K的电阻，这样的等价变换，事实证明是聪明反被聪明误。

mimanging

还没懂那个二极管是什么作用…

huwuzhao

在电源研讨会上，听过一家做二极管厂家的工程师介绍过。这样的做法提高二极管的耐压值。

等待高手解答。

apcfy

【9楼】 xyyy
维修的应该知道A3电源，它的放大管的基极对输出电压取样电阻，日本原来的电路是两个1/4瓦50K电阻的串联，到了中国，认为这是画蛇添足，改成了一个1/2瓦100K的电阻，这样的等价变换，事实证明是聪明反被聪明误。
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迷惑，那两个1/4W 50K电阻串联有何用呢？请教...

caep1986

TO:huwuzhao 前方


在电源研讨会上，听过一家做二极管厂家的工程师介绍过。这样的做法提高二极管的耐压值。

等待高手解答。  
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1、这样的话不是损耗就大了吗？但不知电路中的电流有多大？
2、较好的肖特基二极管导通压降是多少呢？

cowboy

【12楼】 apcfy Action，两个1/4W 50K电阻串联可以提高耐压。奇怪吧？电阻也要耐压！一个100M，1/8W的电阻，理论上可承受3500V，才达1/8W的功率，当你把这电阻接到3500V上时，可能早化为乌有了。

楼主位输出绕组电压似乎不高（C7是25V），看样子两个二极管不是提高耐压用，很有可能是提高-5V的稳定性。

huwuzhao

介绍说：0.3V/只.两只串联做在同一个封装.压降为0.6V.
        成本可以做得比较低,但又提高耐压值.

apcfy

【14楼】 cowboy
两个1/4W 50K电阻串联可以提高耐压
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学习了，从没想过会有这个问题。

xyyy

LS，你想到过这个问题，只不过他换了种说法，你就被迷惑了，他的说法另种表达方式——在一定的电场下，介质会被击穿
个人认为这个说法很对，但解释这个有点不合理。

//一个100M，1/8W的电阻，理论上可承受3500V//

一般来说，电场到了10的3次方（假设电阻长1cm），欧姆定律已失效，或者说严重偏离线性值，这个理论上计算值自然而然无效了

再者，一般来说，在电阻的失效机制中，有两种机制会导致电阻阻值变小，和一般情况下都是变大的情况相反，在3500V下的电晕是其中之一，所以通电瞬间，电阻阻值迅速变小，自然而然就化为乌有了。

再者，串联可提高耐压，还是从电场角度考虑的，一个电阻分成两个，大致上相当于电场降低了一半。

而一般TV的主电压在108到130V（17到29英寸）之间，这个时候是用不着考虑你说的高电场问题的。

感觉它这种用法，是耐流而非耐压。

ywl0409

记得好象一个1/8W的电阻,耐压仅200V吧,1/2W的好象是500V.

LZ的两个二极管,可能是起提高耐压的作用.但是这里应该不会,一个管子已经有100V的耐压了.

【8楼】 cowboy的说法有可能是对的.

还有一个疑问,就是看输出的电容才680uF,说明输出电流不大,为什么用8A的管子,感觉是浪费了.

cowboy

【18楼】 ywl0409 老黄牛，为什么说看输出的电容才680uF,说明输出电流不大？高频滤波不象50Hz滤波，电容不用很大。
为什么用8A的管子,感觉是浪费了.----二极管导通的占空比小，峰值电流是平均电流的N倍。

ywl0409

【19楼】 cowboy 说的对,680的电容可以有1.5A的输出能力.加上变比的话,峰值电流可能会比较大的.如果这样看来,8A的还未必够了.

xyyy

电容容量具体的有现成公式可以计算，但楼主没给出变压器初级电路，所以大了还是小了， 不一定

比如凌特公司有款电源，固定输出电流是5A，电容是500uF.

ccstc

见过类似的应用，是一个高频电源上用的，去掉一个二极管也能用，但器件温升增加
有个日本人出了本书简单说过一句，国内译本叫《实用电源电路设计：从整流电路到开关稳压器》

这个电源的频率应该比较高，使用串联二极管主要是为了提高效率，
此外有提高耐压的意思，高频情况下二极管的恢复特性变差，等效耐压会下降

至于提高效率的原理几乎没有什么很权威的解释，以下为个人理解，望高人指点
当开关电源频率够高时，整流二极管中的结电容引起的高频穿透电流会较大，
由此产生的损耗可能会严重超过二极管本身压降损耗，使用串联二极管后高频电流回路的等效（串联）电容减小，
电流减小，损耗降低

cczt

【23楼】 ccstc
积分：28
派别：
等级：------
来自：云南

由此产生的损耗可能会严重超过二极管本身压降损耗，使用串联二极管后高频电流回路的等效（串联）电容减小，
电流减小，损耗降低  
　  
这个有道理。频率太高电容影响很大。

ahfong2006

搭车求这本书《实用电源电路设计：从整流电路到开关稳压器》

ywl0409

23L的说法有一定道理.
但是如果按照这个说法,为什么不使用一个100V或者200V的超快呢?

ccstc

UGB8BT 已经是超快了
串联两个二极管的目的在于增加交流回路的容抗，减小高频交流回路电流，降低损耗
一般二极管后端滤波电容很大（至少uF级），相对二极管结电容（pF级）可以视为交流短路（不考虑负载）
当串联两个二极管后，回路的容抗将增大一倍，交流损耗将降低一半或更多（温度下降）；
当开关频率足够高时这个损耗将超过二极管的导通压降损耗，
甚至达到其两倍或更高时就值得使用两个二极管串联了

ywl0409

LS说的很有道理.
但是,你看它的初级有54匝,频率会高到哪里去呢?
如果按照1.5A的输出来计算的话,管子的导通损耗大约有0.7*2*1.5*1.5=3.15W.每个管子在这里的损耗就有1.5W了.

cowboy

同意【28楼】 ywl0409 老黄牛的说法，开关损耗比起导通损耗少多了。

ywl0409

还是老许眼尖,发现了计算问题.

应该是2*0.7*1.5=2.1W,每个起码损耗1.05W.

cowboy

我认为串接两个二极管是为了提高两路输出的交叉调整率，使-5V电压更稳定。如果是这样，那么正电压应该是10V或12V。

apcfy

【32楼】 cowboy  

能讲得再细点吗？

longquan

(原文件名:二极管.GIF)
这个二极管的参数

scadu

应该是图有误，并联应用比较多！

xyyy

是的，还有种可能：楼主是想 humour

一直感觉大家过于想入非非了，虽然所说的种种可能都存在，但对照元件具体原件参数，就会看到理由不足以服人。

还有种可能的解释是从EMI角度考虑的

上面有人说的稳定，指的是运用二极管的正向压降来稳定两个绕组，消除两半的不平衡。但在这里，两绕组并不汇聚

ccstc

这种应用确实存在

上本看过的不错的书：

开关稳压电源的设计与应用 长谷川彰[日]

点击此处下载 ourdev_508621.pdf(文件大小:42.19M) (原文件名:开关稳压电源的设计与应用.pdf)

在网上找的，扫描版，效果不是很好，基本能看，体积有点大

在这个pdf文档的179页（书的171页）有对这种现象的简单描述，但没有解释


(原文件名:11.PNG)

xyyy

翻译的都不通顺

你发的书，下载后无法打开，可能是没发完的原因。

方便的话，请重新上传

ccstc

应该是你下的问题，我这里下下来能打开的
翻译的是不太好，这本书就内容比很多国人写的好多了

ywl0409

请注意:

(原文件名:ourdev_508623.png)

是辅助绕组,该绕组的特点是电流非常小,一般只有几十个mA.这时候的开关损耗有可能会大于导通损耗.

lang6027

哦，学习

ccstc

再给一个老外的解释:

Its either a voltage drop issue, or a safety thing. Some safety tests will "fail" one component, and determine if the overall device doesn't send mains voltage to the user. Sticking two parts in series is a way of overcoming component failure.

ywl0409

LS,你觉得老外的解释有道理吗?

ccstc

不一定有道理,
但是说明了一种思路:
很偶然一只击穿了,电路不一定会瘫痪
或者说是冗余,尽管在这里不一定恰当

ccstc

还有一种可能(个人猜测)
变压器已经设计好,但-5V电压偏低
在不改变主输出＆调整变压器的情况下,这样做可以稍微提高-5V,前提是增加了损耗

longquan

楼主跑哪里去了，把整个资料发上来

ywl0409

在安规测试中,有短路元件测试的要求.但是,并不是以是否有输出作为考量的标准,而是以是否会出现人身危险作为标准.

二极管有个的特点,电流大的时候,正向的压降升高,电流小的时候,正向压降减小.
这里的-5V的输出,是由该绕组的匝数和工作时候的占空比决定的.占空比,是由主回路上的负载情况决定.
当轻载的时候,输出电流小,二极管上的压降小,绕组上的每匝伏数相对就大些.当满载的时候,主回路电流比较大,二极管上的压降大,每匝伏数就相对减小,从而减小因为占空比的增大而导致-5V的电压大幅度升高.

这是我的分析,如有什么不对,请指出.

xyyy

ACROBAT 专业版的打不开，下了个foxit reader 就打开了。

损耗一说不成立，35楼的数据表明管子的延迟才2，30个纳秒，对付一般的电源绰绰有余。
保护作用也没多大必要，它这个电路本身已有反馈保护电路了

ccstc

【48楼】 ywl0409 老黄牛

积分：2766
派别：
等级：------
来自： 上海
在安规测试中,有短路元件测试的要求.但是,并不是以是否有输出作为考量的标准,而是以是否会出现人身危险作为标准.

二极管有个的特点,电流大的时候,正向的压降升高,电流小的时候,正向压降减小.
这里的-5V的输出,是由该绕组的匝数和工作时候的占空比决定的.占空比,是由主回路上的负载情况决定.
当轻载的时候,输出电流小,二极管上的压降小,绕组上的每匝伏数相对就大些.当满载的时候,主回路电流比较大,二极管上的压降大,每匝伏数就相对减小,从而减小因为占空比的增大而导致-5V的电压大幅度升高.

这是我的分析,如有什么不对,请指出.  
　  
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我觉得不太对,变压器输出绕组属于"有源",二极管及其后端负载属于"无源"
二极管后端电压可以认为在闭环控制下是恒定的
那么当二极管压降升高时,变压器输出应该同样升高,"每匝伏数"因该升高,-5也应该升高

xyyy

-5V不是闭环控制的。

ccstc

我们在讨论主回路上二极管压降随负载电流变化对-5V的影响

ywl0409

应该是50L描述的那样.

这样的话,串两个管子就一点道理都没有了.

希望LZ把全图贴出来.

xyyy

你们俩说法刚好相反，是因为角度不同，一个是暂态，一个是稳态
但是CCSTC在混合使用这两个态，这两个态发生在不同的时间段，结论却是发生在同一时间点上的，大家认为这样合适吗？

ahfong2006

非常感谢38楼

masdz

同意11楼的说法，我认为电阻串联是在改变相位。

nevermoore

MARK

etiger999

楼上的是挖坟高手

qinzhendong

mark  学习中

guowei681

冲着上面的那本书和大家的讨论来的。虽然没有做开关电源，但看到楼上各位大侠的讨论，感觉非常收益，上面的那本书，先收下了。就不挖坟了。

ilan2003

会不会是并联啊   LZ核对一下

rlogin

二级管并联应用？不可能吧？会先把电压低的管子烧毁

ilan2003

(原文件名:Untitled-1.gif)

看看这个是PI的例子电路  有些肖特基二极管是TO-220封装的  里面包括了两个二极管

656034815

rlogin 发表于 2010-11-6 17:34
二级管并联应用？不可能吧？会先把电压低的管子烧毁

不会吧！

1109

ccstc 发表于 2009-11-29 00:49
这种应用确实存在

上本看过的不错的书：

的确是这么一回事，看来神马技术到最后拼得都是细节啦。。。