选择降压转换器二极管的9个因素
0 2023-11-29

今天给大家分享的是降压转换器中如何选择二极管?

二极管是降压转换器中非常重要的组成部分。二极管不需要控制开关,但开关需要。下面是关于如何选择降压转换器二极管的9个因素

一、正向电流额定值

当开关关闭二极管才会导通,这就是为什么称它为续流二极管,二极管中的电流呈梯形。具体的可以参考下面的波形。


从上面的波形可以看出来,当PWM处于关闭状态时,只有电流存在。二极管上的有效电流必须考虑完整的开关周期。


例如:你可以根据降压转换器二极管波形计算出RMS值为10A,然后选择可以承受该电流并留有大量余量的二极管。

将电流设置为60%差不多,对于10A的电流,二极管额定电流至少为17A。

二、峰值正向电流

有些 Datasheet 中,也称它为重复峰值正向电流,这是二极管在给定时间内可以承受的最大电流。


下面绿色电流波形的峰值不能超过Datasheet上的值。


三、额定电压

如何选择降压转换器二极管下一个参数是额定电压。在选择的时候不能超过二极管的额定电压。


当二极管不导通时,其两端的电压很高。在降压转换器的理想情况下,二极管看到的电压只是VIN的电平。但是众所周知,开关转换器具有寄生元件,其中会像二极管添加尖峰,因为i为电压添加更多于都。

因为尖峰因子是没有办法预测的,二极管的额定电压可以选择为理想电压的2倍。例如,Uin电压为24V,可以选择额定电压为48V的二极管。

四、正向电压

建议采用非常小的正向压降。正向电压与二极管的传导损耗或静态功耗成正比。传导损耗只是正向电流和正向电压的成绩。换句话说,小的正向电压将导致小的功率损耗。

较小的正向压降是理想的选择,因为可以提供更高的效率。

五、额定功耗或额定功率

定功率是二极管处理功耗的能力,功耗会产生热量。大多数Datasheet提供标称环境(25℃)下的额定功率。

当工作温度高于该温度,功耗也会随之变化。所谓的降额功耗是结温、环境温度或者外壳温度以及热阻的函数。

降额功率 = (Tjmax – Tambient) / Rthja

或者

降额功率 = (Tjmax – Tcase) / Rthjc

六、结温

结温较高的二级管可以承受更多的热量,比如:结温为175℃的二极管比结温最高为150℃的二极管要好。结温与二极管耗散的功率之间存在关系。结温越高,二极管的功耗就越高。

七、热阻

理想的是小的热阻需要热阻来计算二极管的降额功率,或者在其他情况下计算实际功耗已知的等效结温。

热阻可以是结到环境((Rthja)或结到外壳(Rthjc),可以查看下面二极管Datasheet中的参数。


八、反向恢复时间

反向恢复时间是指当二极管从导通状态切换到截止状态时,将二极管两端的寄生电容放电所需的时间。这个很重要,因为在降压转换器中二极管不端改变状态(ON和OFF)


当它处于导通状态时,有电流流过,导致传导损耗或者静态功耗。

另一方面,当二极管关闭或者反向偏置时,没有电流流过,就会导致零功损耗,然而寄生电容有电流流向,因此存在开关耗损。

存在开关耗散,就会增加传导损耗,这2个的算好可以弥补总功率耗散或者耗散,较小的反向恢复时间是最小化开关损耗的理想选择。

九、封装

一定要选择好封装,你可以选择THT二级管,也可以选择SMD二极管。需要你需要可以安装散热器的二极管,就选择THT二极管。


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