肖特基二极管@@,你真的用对了吗@@?

提到@@低功耗@@、大电流@@@@、超高速半导体器件@@,很多工程师同学肯定能首先想到@@肖特基二极管@@@@(SBD)。但是@@,你真的会用肖特基二极管@@吗@@?跟其他的二极管相比@@,肖特基二极管@@又有什么特别之处@@?下面@@,我们一起来划重点吧@@!

肖特基二极管@@的@@关键参数@@

肖特基二极管@@广泛应用于开关电源@@、变频器@@、驱动器等电路中@@。在不同的应用中@@,需要考虑不同的因素@@,而且@@,不同的器件在性能上也有差别@@,因此@@,在选用肖特基二极管@@时@@@@,下面@@这些关键参数需要综合考虑@@。

1、导通压降@@VF

VF为二极管正向导通时@@二极管两端的压降@@,当通过二极管的电流@@越大@@@@,VF越大@@;当二极管温度越高时@@@@,VF越小@@。

2、反向饱和漏电流@@@@IR

IR指在二极管两端加入反向电压时@@@@,流过二极管的电流@@@@,肖特基二极管@@反向漏电流@@较大@@,选择肖特基二极管@@是尽量选择@@IR较小的二极管@@。

3、额定电流@@@@IF

指二极管长期运行时@@@@,根据允许温升折算出来的平均电流@@值@@。

4、最大浪涌电流@@@@IFSM

允许流过的过量的正向电流@@@@@@。它不是正常电流@@@@,而是瞬间电流@@@@,这个值相当大@@。

5、最大反向峰值电压@@VRM

即使没有反向电流@@@@,只要不断地提高@@反向电压@@,迟早会使二极管损坏@@。这种能加上的反向电压@@,不是瞬时@@电压@@,而是反复加上的正反向电压@@。因给整流器加的是交流电压@@,它的最大值是规定的重要因子@@。最大反向峰值电压@@VRM指为避免击穿所能加的最大反向电压@@。目前肖特基最高的@@VRM值为@@150V。

6、最大直流反向电压@@VR

上述最大反向峰值电压@@是反复加上的峰值电压@@,VR是连续加直流电压时@@的值@@。用于直流电路@@,最大直流反向电压@@对于确定允许值和上限值是很重要的@@.

7、最高工作频率@@fM

由于@@PN结的结电容@@存在@@,当工作频率超过某一值时@@@@,它的单向导电性将变差@@。肖特基二极管@@的@@fM值较高@@,最大可达@@100GHz。

8、反向恢复时@@间@@Trr

当工作电压从正向电压变成反向电压时@@@@,二极管工作的理想情况是电流@@能瞬时@@截止@@。实际上@@,一般要延迟一点点时@@间@@。决定电流@@截止延时@@的量@@,就是反向恢复时@@间@@@@。虽然它直接影响二极管的开关速度@@,但不一定说这个值小就好@@。也即当二极管由导通突然反向时@@@@,反向电流@@由很大衰减到@@接近@@IR时@@所需要的时@@间@@。大功率开关管工作在高频开关状态时@@@@,此项指标至为重要@@。

9、最大耗散功率@@P

二极管中有电流@@流过@@,就会吸热@@,而使自身温度升高@@。在实际中外部散热状况对@@P也是影响很大@@。具体讲就是加在二极管两端的电压乘以流过的电流@@加上反向恢复损耗@@。

肖特基二极管@@工作参数@@

肖特基二极管@@的@@选型要点@@

要根据开关电源所要输出的电压@@VO、电流@@IO、散热情况@@、负载情况@@、安装要求@@、所要求的温升等确定所要选用的肖特基二极管@@种类@@。

1、在一般的设计@@中@@,我们要留出一定的余量@@@@

比如@@,VR只用到@@其额定值的@@@@80%以下@@(特殊情况下可控制到@@@@50%以下@@),IF用到@@其额定值的@@40%以下@@。

在单端反激@@(FLY-BACK)开关电源中@@,假定一产品@@:输入电压@@VIMAX=350VDC,输出电压@@VO=5V,电流@@IO=1A。根据计算公式@@,要求整流二极管的反向电压@@ VR、正向电流@@@@IF满足下面@@的条件@@:
VR≥2VI×NS/NP

IF≥2IO/(1-θMAX)

其中@@:

NS/NP为变压器次@@、初级匝比@@

θMAX为最大占空比@@

假设@@,NS/NP=1/20,θMAX=0.35

则@@VR≥2×350/20=35(V)

IF≥2×1/(1-0.35)=3(A)

这样@@,我们可以参考选用@@SR340或@@1N5822。若产品为风扇冷却@@,则@@管子可以把余量留小一些@@。TO220、TO3P封装的管子有全包封@@、半包封之分这要根据具体情况选用@@。半包封管子的散热优于全包封的管子@@,但需注意@@其散热器和中间管脚相通@@。负载若为容性负载@@,建议@@IF再留出@@20%的余量@@。

注意@@:功率肖特基二极管@@的@@散热和安装形式@@,要搞清楚产品为自然冷却还是风扇冷却@@,管子要安装在易通风散热的地方@@,以提高@@产品的可靠性@@。TO-220、TO-3P型的管子与散热器之间要加导热硅脂@@,使管子与散热器之间接触良好@@。DO-41、DO-201AD封装的管子可采取立式@@、卧式@@、架空等方式安装@@,这要根据实际情况确定@@。

2、正确选择肖特基二极管@@的@@@@RC补偿网@@络@@-RC缓冲器@@

由于@@高频变压器的漏电感和管子的结电容@@在截止时@@形成一个谐振电路@@,它可导致瞬时@@过压振荡@@。因此@@,有必要在电源输出中设置@@RC缓冲器@@以保护管子的安全@@。另外@@,RC网@@络还可减少输出噪声@@,减少管子的热耗@@,提高@@产品的效率和可靠性@@。

缓冲器@@的选择原则@@是@@,既使缓冲器@@有效@@,又能尽量减少损耗@@。下面@@是参考公式@@。
R=√(Li/Cj)/n

式中@@:Li为变压器漏电感@@(μH)

CJ为管子的结电容@@@@(PF)

N为原副边匝比@@(NP/NS)

电容@@C可任意地从@@0.01到@@0.1μF之间取@@,具体值有实验确定@@。

如对@@VO=5V,可选@@R=5.1Ω,0.5W,C=0.01μF

IR小的管子@@,热耗小@@,所以同样情况下@@,可选@@择@@IR小的管子@@。

设计@@PCB时@@,要使管子及散热器尽量远离电解电容@@器等对热敏感的器件@@。以增加产品的寿命@@。

焊接管子的焊盘要足够大@@,焊接牢靠@@,避免由于@@热应力造成脱焊@@。

肖特基二极管@@一旦选用后@@,要经模拟实验@@,在产品输入@@、输出最坏的情况下测量其温升及工作波形@@,确认各项指标不要超过其极限参数@@。