肖特基二極管知識(shí)2
肖特基二極管在電源變壓器中的運(yùn)用 電源變壓器有高頻變壓器、高頻率電容器、高原反應(yīng)壓功率晶體管、輸出功率整流二極管、操縱IC等關(guān)鍵構(gòu)件構(gòu)成。次級(jí)整流二極管作為耗能部件，損耗大，（約占電源功耗的30%），發(fā)熱高，它的選用對(duì)電源的整機(jī)效率和可靠性指標(biāo)是非常關(guān)鍵的因素，這就要求整流二極管在高速大電流工作狀態(tài)下應(yīng)具有正向壓降VF小、反向反向漏電IR小、恢復(fù)時(shí)間Trr短的特性。 對(duì)于低壓大電流的高頻整流，肖特基二極管是最佳的選擇（這時(shí)由于其反向耐壓較低），最常用的是作為±5V、±12V、±15V的整流輸出管。（如計(jì)算機(jī)電源的+5V輸出大多采用SR3040，+12V輸出采用SR1660）再加上肖特基二極管的正向壓降VF與結(jié)溫TJ呈現(xiàn)負(fù)溫度系數(shù)，所以用其制造的開(kāi)關(guān)電源效率高，溫升低，噪聲小，可靠性高。 下面是在具體應(yīng)用中應(yīng)注意的問(wèn)題： 1．肖特基二極管的選型 要根據(jù)開(kāi)關(guān)電源所要輸出的電壓VO、電流IO、散熱情況、負(fù)載情況、安裝要求、所要求的溫升等確定所要選用的肖特基二極管種類。 在一般的設(shè)計(jì)中，我們要留出一定的余量。比如，VR只用到其額定值的80%以下（特殊情況下可控制到50%以下），IF用到其額定值的40%以下。 在單端反激（FLY-BACK）開(kāi)關(guān)電源中，假定一產(chǎn)品：輸入電壓VIMAX=350VDC，輸出電壓VO=5V，電流IO=1A。如圖所示。依據(jù)計(jì)算方法，規(guī)定整流二極管的反方向工作電壓 VR、順向電流量IF考慮下邊的標(biāo)準(zhǔn)： VR≥2VI×NS/NP IF≥2IO/（1-θMAX） 在其中： NS/NP為變電器次、初中級(jí)匝比 θMAX為較大占空比 假定，NS/NP=1/20，θMAX=0.35 則VR≥2×300/20=45（V） IF≥2×1/（1-0.35）=3（A） 那樣，人們能夠 參照采用SR340或1N5822。若產(chǎn)品為風(fēng)扇冷卻，則管子可以把余量留小一些。TO220、TO3P封裝的管子有全包封、半包封之分這要根據(jù)具體情況選用。 半包封管子的散熱優(yōu)于全包封的管子，但需注意其散熱器和中間管腳相通。 負(fù)載若為容性負(fù)載，建議IF再留出20%的余量。 注意功率肖特基二極管的散熱和安裝形式，要搞清楚產(chǎn)品為自然冷卻還是風(fēng)扇冷卻，管子要安裝在易通風(fēng)散熱的地方，以提高產(chǎn)品的可靠性。TO-220、TO-3P型的管子與散熱器之間要加導(dǎo)熱硅脂，使管子與散熱器之間接觸良好。DO-41、DO-201AD封裝的管子可采取立式、臥式、架空等方式安裝，這要根據(jù)實(shí)際情況確定。 2.正確選擇肖特基二極管的RC補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)-RC緩沖器 由于高頻變壓器的漏電感和管子的結(jié)電容在截止時(shí)形成一個(gè)諧振電路，它可導(dǎo)致瞬時(shí)過(guò)壓振蕩。因而，必須在開(kāi)關(guān)電源輸出中設(shè)定RC緩沖器以維護(hù)水管的安全性。另外，RC網(wǎng)絡(luò)還可減少輸出噪聲，減少管子的熱耗，提高產(chǎn)品的效率和可靠性。如上圖所示。 緩沖器的選擇原則是，既使緩沖器有效，又能盡量減少損耗。下面是參考公式。 R=√(Li/Cj)/n 式中：Li為變壓器漏電感（μH） CJ為管子的結(jié)電容（PF） N為原副邊匝比（NP/NS） 電容C可任意地從0.01到0.1μF之間取,具體值有實(shí)驗(yàn)確定。 如對(duì)VO=5V，可選R=5.1Ω，0.5W,C=0.01μF 盡量選擇IR小的肖特基二極管 IR小的管子,熱耗小,所以同樣情況下,要選擇IR小的管子。 設(shè)計(jì)PCB時(shí)，要使管子及散熱器盡量遠(yuǎn)離電解電容器等對(duì)熱敏感的器件。以增加產(chǎn)品的壽命。電焊焊接水管的焊盤(pán)要充足大，電焊焊接牢固，防止因?yàn)楹附討?yīng)力導(dǎo)致脫焊。肖特基二極管如果采用后，要經(jīng)模擬實(shí)驗(yàn)，產(chǎn)成品鍵入、輸出最壞的狀況下精確測(cè)量其溫度及工作中波型，確定各類指標(biāo)值不必超出其極限主要參數(shù)。