桥式整流器：4个二极管与单个芯片？

我注意到（至少在DIY音频发烧友当中），当需要设计用于放大器，DAC或其他零件清单的电源时，为了构建一个完整的电源，不可避免地会包括“ 4 x MUR860二极管”之类的东西。波桥整流器（MUR860是特别受欢迎的选择）。

但是，您将获得这些多合一的桥式整流器“芯片”，这些芯片实际上包括具有正确桥式配置的4个二极管，并且：

1. 通常装在金属外壳中，必要时可以冷却
2. 通常可以处理很多更高的电压/电流额定值
3. 占用的物理/ PCB空间少于4个分立二极管
4. 通常花费不到4个分立二极管！

问题：在单个桥式整流器芯片上使用单独的二极管有什么好处？如果没有，为什么这样做如此受欢迎？这是否仅仅是“自己制作”的满足感，还是在工作中有些听话？谢谢！

不敢相信我写了所有关于二极管的废话...

MUR860的确听起来会更好，但是解释有些微妙：

硅二极管不会立即关闭。随着二极管两端的电压变为负值，电流仍会在短时间内反向流动，直到清除存储在二极管内部的电荷。完成后，二极管关闭。

不同的二极管具有截然不同的恢复特性，如下图所示：

（来源）

电流确实在一个称为“恢复时间”的时间内变为负（二极管的“错误”方向）。红色的需要更长的时间。

在DC-DC转换器中，至关重要的是要有一个快速关断的二极管。想象一下，使用旧的1N4001，其恢复时间trr = 30µs在运行于200kHz（周期时间为5µs）的DC-DC转换器中。它甚至没有时间关闭。这根本行不通。这就是为什么DC-DC转换器使用更快的二极管的原因。

现在，回到您的音频资料。检查上面的红色和紫色迹线，您会注意到红色的迹线花费的时间更长，但是会轻轻地关闭电流。紫色灯非常陡峭地关闭，其di / dt很大（4 Amps大约为10ns）。在50Hz的整流器中不会发生这种情况，在二极管关断之前电流没有时间达到安培，只有几mA。但是你明白了。

一旦二极管关断，它便成为电容器。无论走线，导线等周围的电感如何，都会与之形成LC振荡回路，并产生环路。

振铃的幅度取决于截止锐度以及发生截止的电流。快速软恢复二极管产生较少的振铃。

现在，这种振铃通常是相当高的频率。关断时急剧的di / dt也会产生宽带RF噪声。这将耦合到附近的电路，为敏感信号增加各种噪声和垃圾。这不是声音，只是工程。

就是说，MUR860很昂贵，因此，如果在其两端加盖以吸收关断噪声尖峰，则可以使用价格便宜的二极管，并且恢复缓慢。每个由市电供电的AM / FM调谐器以及大多数消费类音频设备都可以做到这一点。除非需要，否则制造商不会参与其中！一切都经过成本优化。但是如果没有瓶盖，调谐器将被噪音所克服，并且无法接收收音机。

然后，您可以在次级变压器上添加缓冲器，以抑制LC振铃。

问题：与单个桥式整流器芯片相比，使用单独的二极管有什么好处？

好处是您可以选择快速软恢复或肖特基二极管。固定二极管桥通常由超慢速二极管组成。

如果没有，为什么这样做如此受欢迎？

因为它有效。请注意，四个上限（每个上限为3美分）也一样有效，但吹牛系数较小。快速二极管更性感，得分更高。

编辑，来自我的硬盘的旧示波器跟踪... BYV27-150廉价的快速二极管，小型12V 10VA变压器。

蓝色是变压器的次级。平的顶部是二极管导通时，电源电容器正在充电，由于其内部绕组电阻而限制了变压器次级上的电压。二极管关断时，蓝色走线下降。非常明显，它下降了1V，不能错过！

注意，如果负载汲取零电流，则二极管仅在正弦波的峰值处关闭。通常情况下，当负载汲取电流时，二极管会在峰值后关闭。

现在，我想通过高通滤波器（下面的黄色轨迹）观看该视频。幅度被衰减了，因为高通滤波器必须使用一个大约100pF的小电容，否则它会抑制我想观察的内容，因此示波器输入电容会与其相互作用。但是信号的一般形状应该可以。注意讨厌的尖峰，然后是HF振铃。更高质量的Qrr二极管（如1N4001）会更糟。

编辑2

我一直在恢复旧的放大器，从1979年开始更换电解电容...并且该放大器的二极管桥上没有电容。可能是因为它没有AM调谐器。无论如何，要做到这一点的方法是将示波器探头粘在变压器次级导线之一的绝缘体上。无需进行任何类型的接触（除了将探头显然接地外），该杂物通过导线的绝缘层耦合到示波器探头中。

这是整流器恢复峰值。不幸的是，它在变压器线上表现为共模，这意味着整个次级绕组都将充当天线，并将尖峰电容耦合到附近的电路中。诸如电位器之类的高阻抗器件是主要受害者。

这可能就是为什么该放大器的变压器被屏蔽在金属罐内。在IMO二极管上盖上帽子本来会便宜些...

现在，当然也可以通过将探针粘在PCB端子上来测量次级电压：

它具有通常的外观：平顶，然后在二极管关断时出现尖峰，瞬间下降几伏。放大峰值：

因此，次级变压器导线上有22伏的尖峰电压（!!!!），上升时间仅为2µs。

问题不是二极管太慢而无法进行适当的整流（显然，整流工作得很好）。当这些尖峰耦合到某些敏感电路时，就会出现问题。这很难避免，因为它们在变压器电线上表现为共模。

另一个编辑

当示波器不同意模拟器时，一个或两个都可能是错误的，但是它总是有助于对真实电路进行建模（即，考虑变压器电感）并观察模拟参数...

这按预期工作。由于变压器的电感（电流滞后电压），二极管的关断时间要比目视比较变压器的空载电压（黑色）和电容器电压（绿色）所期望的时间要晚一些。一个完美的二极管也将同时关闭，然后变压器的次级电压将迅速恢复到其空载值。这个是正常的。

恢复所增加的是二极管电流变为负值的极短时间。因此，当二极管阻塞时，电感器电流不为零，而是几个mA。这不是很多，因为50Hz非常慢。

但是，当二极管关断时，电感器足够大，以产生尖锐的负电压尖峰，这会导致由电感和二极管电容形成的LC振荡回路中的振铃，这是EMI问题。

在现实生活中，振铃比此处所示的要短得多，因为电感器在高频下会有很多损耗。在这里，它的振铃频率约为1MHz。

使用更快的二极管（低Qrr）可使它们在较低的负电流下关断，因此减少了可用来激发振铃的能量。软恢复二极管产生更平滑的电流阶跃，其效果相同。因此，快速/软恢复二极管可以减少EMI问题。但是更便宜的解决方法是只在二极管上盖上电容。它也一样有效。

红色迹线无上限，无缓冲。它以1MHz振铃。在二极管两端增加10nF的电容可将振铃频率降低至100kHz（绿色），这不再是问题，而且还可以使边缘平滑，因此EMI问题消失了。蓝色带有添加的缓冲液（R3 / C3）。清洁得多，但并非绝对必要。无论如何，变压器的铁损大多会抑制它。

简介：超快二极管产生的噪声较小，但这仅是由于微妙的副作用：它们在关断之前让电感器中积聚了更少的电流（和能量），这时电感器中存储的能量变成了振铃。在电容器中吸收电感能量并在缓冲电阻中耗散电感能量同样有效，实际上，它用更少的钱就能更好地工作……这意味着昂贵的超快二极管没有真正的成本/收益。但是他们工作。它们不是最佳解决方案。

您展示的桥式整流器几乎总是比单个二极管便宜，并且包含与分立桥相同的二极管。模制单元为：
1.通常使用单螺钉安装，以简化没有PCB的情况下的物理组装。
2.当使用铝制外壳（较大尺寸）时，更容易安装在散热器上，并且可以使用Tab连接器以方便物理接线。3.通常在400 Hz以下使用

TO220等将包含引线键合和未封装的分立二极管。这些形状因子更容易处理（无论是人为组装还是机器组装）

该MUR860是不是然而桥式整流器和将不可能在你看到用于成型桥式整流器相同的应用中使用。这是用于开关电源和相对专用设备的高速二极管对。

查看以50/60 Hz运行的整流器的性能时，可以使用CircuitLab电路模拟器。

这是一个使用1N4001二极管的简单半波整流器。这具有非常差的反向恢复时间，但是在50/60 Hz时是无关紧要的。我在交流电源中添加了一些串联电阻，因为在此模拟器中，它不是电源元件的一部分。

^{模拟此电路 –使用CircuitLab创建的原理图}

如果运行仿真，您将看到没有反向恢复电流。这是因为在50/60 Hz时，电压源的变化率非常低，因此，结中存储的任何能量都易于散发。

如果您提高频率，情况就会发生变化，但是在1 kHz时，反向恢复时间确实成为一个因素。如果检查曲线，您会发现I（RR）约为130 mA。

如果进一步提高到20 kHz，您会发现二极管受到结电荷存储和反向恢复时间的严重影响。

因此，尽管反向恢复时间在高频下是一个严重的问题，但在50/60 Hz时却不是。这主要是因为在低频时电压的变化率（dv / dt）非常低。

您能否将快速恢复二极管放入50/60 Hz整流器应用中？您是否看到任何改善.....非常怀疑。

我会挑战任何人，以找到在此类应用中使用快速二极管的充分理由。