在高功率電源系統(tǒng)（如服務(wù)器電源、工業(yè)電源、光伏逆變、車載OBC等）中，為了滿足更高的電流需求，并聯(lián)多個(gè)高效率整流管成為一種常見方案。常見器件類型包括肖特基二極管、超快恢復(fù)二極管、碳化硅二極管（SiC）等。雖然并聯(lián)在原理上可實(shí)現(xiàn)電流分擔(dān)、降低功耗和提升可靠性，但在實(shí)際應(yīng)用中，并聯(lián)整流管的均流不良常常引發(fā)局部過熱、器件失效甚至系統(tǒng)損壞。
MDD辰達(dá)半導(dǎo)體在本文將圍繞整流管并聯(lián)過程中常見的均流失衡問題展開，探討其成因、仿真及測試手段，以及FAE角度下的設(shè)計(jì)優(yōu)化建議。

一、整流管并聯(lián)均流不良的典型表現(xiàn)
整流管并聯(lián)均流問題，通常表現(xiàn)為：
某一顆管子溫升遠(yuǎn)高于其它器件；
實(shí)測電流分配嚴(yán)重不均，個(gè)別器件承載了超過額定值的電流；
長時(shí)間工作后，部分器件先行失效，呈現(xiàn)擊穿或短路；
系統(tǒng)效率不如預(yù)期，EMI異常波動(dòng)。

二、導(dǎo)致均流不良的根本原因
并聯(lián)整流管的電流不均，源于多個(gè)器件之間靜態(tài)參數(shù)與動(dòng)態(tài)行為差異。主要原因如下：
1. 正向壓降 (VF) 差異
整流管導(dǎo)通時(shí)的VF有一定分布。VF較低的管子優(yōu)先生效，承載更多電流，發(fā)熱也更嚴(yán)重。高溫進(jìn)一步降低其VF，形成正反饋，最終造成熱失控。
2. 熱阻（RθJC/RθJA）不一致
由于散熱銅箔面積、熱過孔數(shù)量、封裝差異不同，導(dǎo)致實(shí)際工作溫度不同，影響VF與漏電流，進(jìn)一步加劇不均流。
3. 寄生參數(shù)不對稱
PCB走線、電感、電阻的微小差異都會影響各器件的動(dòng)態(tài)響應(yīng)，例如導(dǎo)通/關(guān)斷順序，影響電流分配。
4. 批次或封裝差異
即便選用相同型號的整流管，不同批次或封裝（如TO-220 vs DPAK）之間的VF-T特性曲線也有差異，影響其在熱態(tài)下的導(dǎo)通能力。

三、均流問題的實(shí)測驗(yàn)證方法
作為FAE，建議在并聯(lián)方案驗(yàn)證階段進(jìn)行以下測試：
紅外熱成像：直觀判斷哪個(gè)器件溫升過高，確認(rèn)是否存在過熱失配；
示波器測電流波形：在整流管回路串入小電阻（如10mΩ）并用差分探頭測電壓，估算各通道電流；
溫漂分析：測試不同溫度下每個(gè)整流管的VF和IR變化趨勢，評估熱失控風(fēng)險(xiǎn)；
開關(guān)同步分析：確認(rèn)并聯(lián)整流管在高頻切換中是否存在響應(yīng)不一致。

四、FAE實(shí)戰(zhàn)中的優(yōu)化建議
1. 增加均流電阻
在每顆整流管串聯(lián)一顆小阻值電阻（通常為5~20mΩ），用于主動(dòng)分擔(dān)偏差，強(qiáng)制均流。此方法簡單可靠，尤其適合肖特基并聯(lián)應(yīng)用。
2. 選用匹配VF的器件
盡量使用同一批次、同一封裝型號的器件；部分高端整流管廠商支持“選型分檔”，可提前篩選VF匹配度更高的器件。
3. 對稱布局與散熱優(yōu)化
對稱走線，確保寄生電感與阻抗一致；
增加銅箔和過孔均衡各器件散熱路徑；
使并聯(lián)器件貼近擺放，共享散熱片或銅皮。
4. 使用熱耦合封裝或模塊化器件
有條件的應(yīng)用中，可以采用**多管共封的模塊（如雙并肖特基封裝）**或封裝內(nèi)熱耦合器件，天然具備更好的均流性。
5. SiC整流管并聯(lián)更需注意
碳化硅二極管雖具備高耐壓、高溫優(yōu)勢，但VF通常較高，且器件之間VF差異更敏感，并聯(lián)均流設(shè)計(jì)時(shí)需更小阻值的均流電阻與精細(xì)熱平衡。

五、真實(shí)案例分享
某客戶在設(shè)計(jì)1.5kW服務(wù)器電源PFC整流輸出時(shí)，采用4顆40A肖特基二極管并聯(lián)方案，初期僅以銅箔并聯(lián)，未做均流電阻，結(jié)果發(fā)現(xiàn)1顆整流管短時(shí)間內(nèi)溫升達(dá)130°C，而其他僅為80°C。
調(diào)整方案后，每顆管子串聯(lián)10mΩ厚膜電阻，并增加風(fēng)冷散熱通道，熱成像測得各顆器件溫差控制在±5°C以內(nèi)，問題順利解決，整機(jī)效率也提升約0.6%。


整流管并聯(lián)設(shè)計(jì)是提升系統(tǒng)容量與可靠性的有效手段，但“并聯(lián)≠平均”，必須結(jié)合器件特性、電路布局和熱管理策略，合理進(jìn)行均流設(shè)計(jì)。作為MDD辰達(dá)半導(dǎo)體的FAE在協(xié)助客戶設(shè)計(jì)和選型時(shí)，應(yīng)重視器件的一致性、熱耦合、走線對稱性及必要的均流保護(hù)電阻，并結(jié)合實(shí)際測試手段驗(yàn)證均流效果。只有在設(shè)計(jì)-驗(yàn)證-優(yōu)化形成閉環(huán)后，整流管并聯(lián)方案才能真正穩(wěn)定可靠地運(yùn)行。