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请问肖特基二极管电源管理有哪些应用?
文章来源:未知        发布者:admin
 任何非同步直流/直流转换器都需要一个所谓的肖特基二极管。为了优化方案的整体效率,通常倾向于选择低正向电压的肖特基管。很多设计都采用一个转换器设计(网络)工具推荐的肖特基二极管。这并非总是肖特基二极管的最优选择。更何况,如果设计工具不考虑热性能和漏电流之间的动态变化,则极有可能发生实际性能有别于设计工具的分析或模拟出的结果。下面就由立深鑫电子和您一起挖掘电源管理中时应仔细考虑的典型参数,以及如何应用这些参数来快速确定选型的正确与否。

 

  检查损耗

  图1给出了非同步直流/直流降压转换器的基本框图。D1是所需的肖特基二极管。左侧是开关S1闭合时(时间为T1)的电流情况,右侧是开关S1打开时(时间为T2)的电流情况。

 


  时间为T2时,输出电流(Iout)流经D1。所产生的损耗与D1的正向电压(Vfw)和输出电流直接相关。PT2等于Iout*Vfw。显然,我们希望尽可能降低以控制损耗,减少发热。

 


  T1期间,D1处于阻断状态。唯一的电流是反向电流。此电流相对较弱,并且主要由阻断电压或输入电压Vin决定。T1阶段二极管产生的功耗,称为PT1,大致等于Ir*Vin。

 


  对于任何肖特基二极管,在设计时都存在一个取舍。即此设备要么针对低Vf进行优化,要么针对低Ir进行优化。因此,如果选择低Vf,则Ir就较高,反之亦然。在实际应用设计时,重要的是不仅要观察Vf或Ir的值,还要分析它们在实际操作中会产生什么结果。Vf和Ir都会随温度变化而改变。当温度升高,Vf会降低,在肖特基二极管升温的同时降低了热扩散。但非常不幸的是,Ir会随着肖特基二极管温度升高而增加。所以,二极管温度越高,漏电流就越多,内部功耗就越多,这样就使得肖特基二极管温度更高,从而再次增加漏电流,如此循环。

 

  如果坚持采用基本的非同步直流/直流转换器的设计案例,不妨做一个基本分析以确定肖特基二极管内部功耗和由此导致的设备温度。直流/直流转换器的运行占空比与电压输入输出的比值直接相关(DC=Vout/Vin)。电压输入和输出的比值越低,T2的时间就越长,PT2对整个肖特基二极管的功耗影响也就越大。反之亦然,T1越长(或和的比值越高),PT2对总功耗的影响就越小,PT1的作用就越大。

 


  热逃逸

  以上讨论的随温度升高而增加的效应会带来一个普遍问题,叫作热逃逸。升高的温度会导致温度进一步升高,直到部件损坏。因此,强烈建议在所有设计中彻底检查此现象。

 


  目前常见的做法是对功耗设计进行模拟运行。可以使用标准的模拟工具,也可使用网上常用的模拟工具。仔细检查热效应是非常必要的。对于打算使用的肖特基二极管,极有可能所使用的工具并未采用正确的热模型,或者其热参数(很可能和布局相关)与设计不相符合。很显然,并非每个肖特基二极管都一模一样,因而绝对不赞同在模拟设计时使用“相似”的肖特基二极管,然后假定它们的热效应(以及潜在的电效应)也相似。虽然并非总是可行,但在此仍然建议始终制作原型并验证其正确效应。


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