专利名称：一种单颗高压二极管的替代电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种单颗高压二极管的替代电路，尤其涉及用于变频微波炉 (INVERTRER类型微波炉)和开关电源方式电子除尘设备的高压二极管替代装置。
背景技术：
高压二极管是一种重要的电子元器件。其中用于变频微波炉(即所谓INTERVER 类型)和开关电源方式电子除尘设备的中高等级电压GKV至20KV)和中高等级电流(0. 2A 至2A)和中高速度(Trr为40ns至80ns)市场货源较少，价格亦较为昂贵。为此提出使用普通的二极管通过串联方式替代高压二极管的方法。众所周知，一颗高反向耐压二极管可以用N颗较低反向耐压的二极管串联后替代——只要这N颗二极管的反向耐压的总和大于所要承受的高反向电压。理论上每颗较低反向耐压的二极管将承担全部反向电压的1/N，但在实际应用中这种简单串联的方式，并不具有实用性。由于每个低压二极管的特性存在差异(如反向耐压、反向漏电流、极间电容等)以及外部环境的差异(如组装用的材质、环境温度和湿度、工作环境的电磁辐射干扰等)，导致每个管子承受的反向电压并不以一致，因此很快这些低压二极管就会逐个损坏。
实用新型内容本实用新型目的在于克服上述现有技术中的不足之处而提供一种单颗高压二极管的替代电路，以实现较低反向耐压的二极管串联后替代高反向电压二极管的要求。本实用新型所采用的技术方案是其包括N颗较低反向耐压的二极管，以及NXM 颗高阻值电阻；所述的N颗二极管以串联方式连接(即第一颗的阴极接第二颗的阳极，第二颗的阴极接第三颗的阳极，，，第N-I颗的阴极接第N颗的阳极)；第一颗的阳极为被替代高压二极管的阳极，第N颗的阴极为被替代的高压二极管的阴极；所述的NXM颗高值电阻中，每M颗高值电阻以串联方式连接后再分别与每个较低反向耐压的二极管并联。所述的高值电阻可以是普通的插脚式、贴片式电阻，亦可以是厚膜工艺中的印刷电阻，或者是具有合适电阻率陶瓷(或其他材质)基材。其中N=高压二极管的反向耐受电压/(0.8*替代二极管的反向耐受电压)，并且要求替代二极管的正向电流值、速度特性(Trr)等优于或不低于被替代二极管。与每颗替换二极管并联的M颗串联高值电阻，其M= (1至5颗)，M主要取决于每颗高阻值电阻所耐受的功率和电压(考虑安全间隙)。所述的高压二极管替代电路中高值电阻的阻值Rz =替换二极管所实际承受的反向耐受电压/(30至300uA)，并且Rz的精度应该保证在此精度范围内不同替换管之间的反向电压偏差小于10%至5%。本实用新型工作原理[0012]通过在每颗二极管两端并联高阻值电阻的方法，利用这些高阻值电阻的分压关系，实现每颗二极管的均压，因此确保全部二极管免受过压损坏。本实用新型优点在于通过并联高阻值电阻的简单方法，以解决高反向耐压二极管的供货问题，具有与高反向耐压二极管十分接近的技术指标，实现简单低成本替代目标。可以用于替代微波炉、 高压除尘设备等需要4KV至20KV电压等级和0. 5A至IA电流等级以及不同速度等级的单只高压二极管，具有较好的可靠性和安全性，并且成本低廉。
图1本实用新型的原理框图；图2本实用新型实现方式一的实际PCB版图正面；图3本实用新型实现方式一的实际PCB版图背面；图4本实用新型的实现方式二 ；其中A为陶瓷基板，B为用于替换高压二极管的普通二极管，C为印刷电阻，或为贴片电阻；图5本实用新型的实现方式三；其中A为特殊陶瓷基板，B为用于替换高压二极管的普通二极管。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。如图1所示本实用新型主要包括N颗较低反向耐压的二极管，以及NXM颗高阻值电阻；将其安装在陶瓷基板或FR4等PCB板材上。所述的N颗二极管以串联方式连接(即第一颗的阴极接第二颗的阳极，第二颗的阴极接第三颗的阳极，，，第N-I颗的阴极接第N颗的阳极)；第一颗的阳极为被替代高压二极管的阳极，第N颗的阴极为被替代的高压二极管的阴极；所述的NXM颗高值电阻中，每M颗高值电阻以串联方式连接后再分别与每个较低反向耐压的二极管并联。所述的高值电阻可以是普通的插脚式、贴片式电阻，亦可以是厚膜工艺中的印刷电阻，或者是具有合适电阻率陶瓷(或其他材质)基材。其中N=高压二极管的反向耐受电压/(0.8*替代二极管的反向耐受电压)，并且要求替代二极管的正向电流值、速度特性(Trr)等优于或不低于被替代二极管。与每颗替换二极管并联的M颗串联高值电阻，其M= (1至5颗)，M主要取决于每颗高阻值电阻所耐受的功率和电压(考虑安全间隙)。所述的高压二极管替代电路中高值电阻的阻值Rz =替换二极管所实际承受的反向耐受电压/(30至300uA)，并且Rz的精度应该保证在此精度范围内不同替换管之间的反向电压偏差小于10%至5%。图2和图3为本实用新型实现方式一，所要替代的是一颗用于变频微波炉的高压二极管，其主要技术规格为反向耐压Vr = 8KV、正向电流If = 0. 35A、正向压降Vf = 9V、 速度Trr = 40ns等。根据理论推算和经验参数，选择用于替换的低压二极管为UF4007(或与其类似的其他型号二极管)，其主要技术规格为反向耐压Vr = 1KV、正向电流If = 1A、 正向压降Vf = 0. 85V、速度Trr = 40ns等。选择串联二极管数量为N =高压二极管的反向耐受电压/(0.8*替代二极管的反向耐受-3-电压)，即N = 8KV/(0.8*lkV) = 10 ；选择并联高阻值电阻为Rz =被替换二极管反向耐受电压/(30至300uA)，即Rz = 8kV/30uA = 267M Ohm至Rz = 8kV/300uA = 26. 7M Ohm，选择Rz = 30M Ohm ；考虑到电阻耗散功率和安全间隙选择 M = 3，贝丨J Rp = 30M Ohm/10/3 = IM Ohm，单颗电阻耗散功率为 Pp = 0. 8kV*0. 8kV/3M Ohm/3 = 0.07W，在图2实现方式一中实际选用的电阻规格为1M Ohm、精度1 %、1812封装、 额定功率250mW。将10颗二极管和30颗电阻适当地组装焊接到PCB上，即可以取得与所要替换的高压二极管各项技术指标相当的替代品。 图4和图5作为本实用新型实现方式二、三，其中实现方式二为选用厚膜工艺的替换品，在陶瓷基板上使用适当的浆料丝印上所需的电阻和焊盘，然后再焊上二极管。而实现方式三则选用特殊的导电陶瓷基板，则只要将二极管焊上即可。
权利要求1.一种单颗高压二极管的替代电路，其特征在于其包括N颗较低反向耐压的二极管， 以及NXM颗高阻值电阻；所述的N颗二极管以串联方式连接，即第一颗的阴极接第二颗的阳极，第二颗的阴极接第三颗的阳极，，，第N-I颗的阴极接第N颗的阳极；第一颗的阳极为被替代高压二极管的阳极，第N颗的阴极为被替代的高压二极管的阴极；所述的NXM颗高值电阻中，每M颗高值电阻以串联方式连接后再分别与每个较低反向耐压的二极管并联。
2.根据权利要求1所述的一种单颗高压二极管的替代电路，其特征在于所述的高值电阻可以是普通的插脚式、贴片式电阻，亦可以是厚膜工艺中的印刷电阻，或者是具有合适电阻率陶瓷基材。
专利摘要本实用新型涉及一种单颗高压二极管的替代电路，采用多颗普通二极管串联，并且将多颗串联的高阻电阻分别与每个普通二极管并联构成均压电路，将其安装在陶瓷基板或FR4等PCB板材上。本实用新型通过并联高阻值电阻的简单方法，以解决高反向耐压二极管的供货问题，具有与高反向耐压二极管十分接近的技术指标，实现简单低成本替代目标。
文档编号H01L25/16GK202084539SQ20102056034
公开日2011年12月21日 申请日期2010年10月12日 优先权日2010年10月12日
发明者陈小牧 申请人:福州高奇智芯电源科技有限公司