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关于肖特基二极管的内容,讲的太详细了(二)

发表时间:2022-06-23 11:16
下面是在具体应用中应注意的问题:

1、肖特基二极管的选型

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。

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。如图所示。


图片


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)

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
尽量选择IR小的肖特基二极管
IR小的管子,热耗小,所以同样情况下,要选择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。

本文转载自:EDN电子技术设计

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