[科普中国]-反峰电压

反峰电压是整流管的参数之一。例如二极管用作整流时，当阳极电位相对于阴极电位为负，无工作电流通过的期间，加于二极管的电压即是反向电压。反向电压的大小随外加交流电压的变化而变化。当外加交流电压变到峰值时，反向电压也达到最大值；此时的反向电压称为反峰电压。二极管必须经受得住这个反峰电压的作用而不被击穿。为此，所有的二极整流管都规定了反峰电压的最大允许值1。

简介电感元件、变压器等单元有一个特性，就是当在电路中加入一个电压或者去掉一个电压时，其单元会产生一个反电动势，阻止这个电压的变动。那么当开机一个电压加在电感元件上时，它就产生一个反电动势阻止这个电压的建立。但是，电源电压的能量源源不断，所以这个反电动势只是起一个电压阻尼作用，对电路影响不大。但是，在关机时情况就不同了，电路中产生一个反电动势没有任何的阻挡，这个电压就是反峰电压，它是正常电压的9倍。虽然它的电流很小，但是电压很高，对设备造成一个冲击2。

最大阳极反峰电压二极管的反向电压(阴极为正，阳极为负)的最大允许值就是二极管的最大阳极反峰电压。当反峰电压超过阳极和阴极之间的绝缘强度时，就会使二极管击穿而损坏。所以在使用二极管时，应注意不得超过手册上规定的最大反峰电压值3。

最大屏极反峰电压就是指在二极管加上阴极为正、屏极为负的反向电压时，这个反向电压的最大容许值。在二极管屏极和阴极之间通过负载加上一个交流电源，当电源电压为正半周时，这时二极管导电，回路里有电流流过，电源电压的一部分加在负载上，另一部分则加到二极管的两端。当电源电压为负半周时，这时二极管不导电，回路里没有电流，负载上就没有电压降，于是电源电压就会全部反向加到了二极管的两端。如果这个电压足够高，超过了屏极和阴极之间的绝缘强度时，就会使二极管击穿而损坏4。

另一方面我们知道，在屏极电压为正时，管内充满着空间电荷，由于空间电荷在阴极表面产生的电场和屏压产生的电场相反，阴极表面的合成电场是很弱的。可是在屏极电压变为负时，在屏极排斥电场的作用下，电子不能离开阴极飞出，这时管内没有空间电荷，阴极表面的电场就很强。如果屏、阴之间的反向电压超过最大屏极反峰电压，则阴效表面电场过强，就有把氧化物阴极损坏的危险。所以在电子管手册中都注明了二极管所能承受的最大反峰电压数值。在使用时应该注意不得超过手册上所规定的数值4。

相关要求整流元件在工作过程中，阻塞方向要承受电压，其最大值叫做反峰电压。整流元件所能承受的反峰电压不应超过其容许值，否则将导致整流元件的击穿。使用整流元件时，应注意不得超过手册上规定的反峰电压值。整流元件所承受的反峰电压与整流器的输入交流电压有一定关系，在整流线路一定时，前者与后者成正比。因此为使整流元件安全工作，在设计整流器时规定了加于整流器的交流电压有效值，这个数值叫做整流器的输入电压额定值5。

以高压硅整流二极管为例，其要承受2倍反峰电压。在试验中，由于稳压电容器(包括试品电容)的存在，整流二极管在不导通的半周波中，电容器上早已充到交流电压的峰值Umax，并且在不导通的半周波还能保持其电压值(当电容量足够大，而且泄漏电流较小时)。而此时试验变压器的高压绕组的电压极性与电容器上的电压极性是相反的。因此，试验电压上升到峰值时，整流管极问可达到2Umax，所以高压硅整流二极管要承受2倍反峰电压6。

对电容器的影响随着应用需求的发展，脉冲功率系统对脉冲电容器的储能密度、通流能力和在特殊环境下的应用性能都提出更高的要求。在脉冲放电应用中，感性负载会使能量在电容器与电感之间交换，出现振荡过程，使得电容器上出现反峰电压和反峰电流，电压和电流的反峰系数保持一致。过大的反峰会缩短电容器的寿命。Sarjeant指出放电电压反峰系数在0~20%内时，反峰系数对电容器的性能影响不大，但当反峰系数达到50% 以上时，电容器的寿命会急剧下降。

不同反峰系数下电容器寿命试验中电容器发热量一致，反峰电压对电容器的影响主要为反向电场与剩余极化电场相互叠加的作用。试验表明金属化聚丙烯膜电容器的寿命在反峰系数为9.4%~65%时，随着反峰系数的增加而近似呈指数下降7。

本词条内容贡献者为:

王宁 - 副教授 - 西南大学