快恢复二极管（Fast Recovery Diode, FRD）因其 极短的反向恢复时间（trr） 和 低开关损耗，成为高频开关电源中的核心器件，尤其在提升效率、降低发热和抑制EMI方面表现突出。以下是其典型应用场景及设计要点：
1. 主要应用场景
(1) 开关电源的次级整流
拓扑示例：反激（Flyback）、正激（Forward）、LLC谐振转换器。
作用：在变压器次级侧对高频交流电（几十kHz~MHz）进行整流，转换为直流输出。
为何选FRD：
普通整流二极管（如1N4007）的trr过长（μs级），在高频下会导致：
反向恢复电流尖峰 → 增加开关管（MOSFET）的导通损耗。
EMI噪声（高频振荡）。
FRD（如UF4007, trr≈75ns）可显著降低这些损耗，提升整体效率（尤其＞100kHz时）。
(2) 功率因数校正（PFC）电路
拓扑示例：Boost PFC电路。
作用：在二极管整流后，与升压电感、MOSFET配合实现高功率因数。
为何选FRD：
PFC工作频率通常为50kHz~150kHz，需快速关断以匹配MOSFET开关节奏。
典型型号：STTH8R06（600V/8A, trr≈35ns）。
(3) 续流二极管（Freewheeling Diode）
场景：Buck降压电路、电机驱动H桥等。
作用：在开关管关断时为电感电流提供续流通路，避免电压尖峰损坏器件。
关键要求：
超快恢复（如30ns以下）以匹配高频PWM信号（如SiC FRD）。
高耐压（如600V以上）应对感性负载的反电动势。
2. 选型关键参数
参数 | 影响 | 典型值（示例） |
反向恢复时间（trr） | 决定开关损耗和EMI，高频必选低trr | 50ns（UF4007）→ 15ns（SiC） |
反向电压（VRRM） | 需高于电路最大反向电压（留30%余量） | 600V（220VAC输入） |
正向电流（IF(AV)） | 根据输出电流和温升选择（考虑降额） | 3A~20A（TO-220封装） |
导通压降（Vf） | 影响导通损耗，需权衡trr（Vf通常略高） | 1.2V~1.8V（硅基FRD） |
3. 设计注意事项
散热管理：
FRD在高频下仍有开关损耗，需通过PCB铜箔或散热器降温（如TO-220加散热片）。
布局优化：
缩短二极管与开关管/变压器的走线长度，降低寄生电感引起的电压振铃。
替代方案对比：
SiC肖特基二极管：零反向恢复（trr≈0），但成本高，适用于超高频（如MHz级）。
普通整流二极管：仅适合低频（＜10kHz）场景，如工频整流桥。
4. 典型型号推荐
应用场景 | 推荐型号 | 关键参数 |
反激电源次级整流 | UF4007 | 1A/1000V, trr=75ns |
高频PFC电路 | STTH8R06 | 8A/600V, trr=35ns |
高压续流（如LLC） | IDH20G120C5（SiC） | 20A/1200V, trr≈15ns（碳化硅） |
5. 失效模式与保护
过压击穿：
添加RC缓冲电路（Snubber）吸收关断尖峰。
过流烧毁：
确保IF(AV)余量，避免瞬态电流超限（如开机浪涌）。
热失效：
监测结温（Tj），避免超过 datasheet 限值（如150℃）。
总结
快恢复二极管在开关电源中通过 减少反向恢复损耗 和 抑制高频噪声，显著提升效率（尤其在＞100kHz系统）。设计时需综合权衡 trr、耐压、电流 和 成本，高频高压场景可考虑碳化硅（SiC）FRD进一步优化性能。