高频应用下的整流桥挑战：MDDEMI优化与反向恢复时间控制方案

在高频电源转换应用（如开关电源、逆变器、电机驱动）中，MDD整流桥的选型和设计直接影响系统效率和电磁兼容性（EMC）。高频下的主要挑战包括EMI（电磁干扰）控制和反向恢复时间（trr）优化，如果处理不当，会导致能量损耗、信号干扰、甚至器件损坏。MDD在本文探讨高频应用下整流桥的EMI优化策略及反向恢复时间的控制方案。
1.高频应用中整流桥的挑战
（1）EMI问题
在高频环境（>20kHz）下，整流桥的二极管在导通和关断时会产生高频开关噪声，主要表现为：
共模噪声：二极管开关瞬间产生的dv/dt效应，通过寄生电容耦合到地，形成共模干扰。
差模噪声：二极管反向恢复时的di/dt引起线路电流突变，形成差模干扰。
（2）反向恢复时间（trr）影响
在开关电源或高频逆变器中，二极管在关断时会有反向恢复电流，导致额外损耗和EMI问题。
传统硅整流桥的trr通常较长（几十到上百纳秒），在高频环境下易导致寄生振荡和开关损耗增加。
trr越长，反向恢复损耗越大，导致MOSFET或IGBT的开关损耗上升，降低系统效率。
2.EMI优化方案
（1）选用超快恢复或肖特基整流桥
?超快恢复整流桥（trr≤50ns）
适用于中等电压（<600V）的高频应用，如PFC整流、开关电源输出整流。
trr较短，减少反向恢复引起的EMI问题。
?肖特基整流桥（trr≈0ns）
适用于低压高频应用（<200V），如DC-DC变换器。
由于无反向恢复过程，EMI影响极小，但耐压较低。
（2）RC缓冲电路
?在整流桥两端并联RC吸收电路（如100Ω+1nF），用于抑制高频噪声。
?RC缓冲网络可有效吸收dv/dt引起的瞬态电压尖峰，减少EMI。
（3）优化PCB布局
缩短整流桥至负载的走线，降低寄生电感。
增加地平面，减少共模噪声的回流路径。
使用低ESL（等效串联电感）的陶瓷电容做旁路，降低高频噪声。
（4）屏蔽与滤波
**共模滤波器（如共模扼流圈）**降低高频干扰。
屏蔽铜箔或金属罩减少电磁辐射。
3.反向恢复时间（trr）控制方案
（1）选择合适的二极管
?低trr超快恢复整流桥（UF系列）
适用于高频AC-DC转换，减少反向恢复损耗。
例如UF4007（trr≈75ns）适用于高压整流，MB6S（trr≈50ns）适用于高频桥式整流。
?SiC（碳化硅）二极管
trr接近0，适用于高压高频应用（>600V），如光伏逆变器、PFC电路。
SiC二极管几乎无反向恢复电流，可极大减少EMI和开关损耗。
（2）降低开关频率
适当降低开关频率（如从100kHz降至50kHz），可减少di/dt变化速率，降低EMI影响。
但需要在EMI与效率之间权衡，避免影响功率密度。
（3）增加串联电阻
在二极管阳极串联小电阻（如10Ω），可减缓di/dt变化，降低反向恢复峰值电流，减少EMI。
但需注意功率损耗，适用于小电流应用。
（4）优化驱动电路
采用软开关技术（如ZVS、ZCS），可降低di/dt，减少反向恢复损耗。
在PWM驱动MOSFET时，适当调整死区时间，避免二极管反向恢复电流过大。
4.高频整流桥的选型建议

5.结论
高频应用下，整流桥的EMI优化和反向恢复控制是关键设计点。通过选择低trr的二极管（如超快恢复、肖特基或SiC）、优化PCB布局、增加缓冲电路，可以有效减少EMI和功率损耗，提升系统效率。工程师在选型时应结合开关频率、输入电压、功率等级，选择最适合的整流桥方案，以保证系统稳定性和可靠性。