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任何非同步直流/直流轉(zhuǎn)換器都需要一個(gè)所謂的肖特基二極管。為了優(yōu)化方案的整體效率，通常傾向于選擇低正向電壓的肖特基管。很多設(shè)計(jì)都采用一個(gè)轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)（網(wǎng)絡(luò)）工具推薦的肖特基二極管。這并非總是肖特基二極管的最優(yōu)選擇。更何況，如果設(shè)計(jì)工具不考慮熱性能和漏電流之間的動(dòng)態(tài)變化，則極有可能發(fā)生實(shí)際性能有別于設(shè)計(jì)工具的分析或模擬出的結(jié)果。下面就由立深鑫電子和您一起挖掘電源管理中時(shí)應(yīng)仔細(xì)考慮的典型參數(shù)，以及如何應(yīng)用這些參數(shù)來(lái)快速確定選型的正確與否。
檢查損耗
圖1給出了非同步直流/直流降壓轉(zhuǎn)換器的基本框圖。D1是所需的肖特基二極管。左側(cè)是開關(guān)S1閉合時(shí)（時(shí)間為T1）的電流情況，右側(cè)是開關(guān)S1打開時(shí)（時(shí)間為T2）的電流情況。
時(shí)間為T2時(shí)，輸出電流（Iout）流經(jīng)D1。所產(chǎn)生的損耗與D1的正向電壓（Vfw）和輸出電流直接相關(guān)。PT2等于Iout*Vfw。顯然，我們希望盡可能降低以控制損耗，減少發(fā)熱。
T1期間，D1處于阻斷狀態(tài)。唯一的電流是反向電流。此電流相對(duì)較弱，并且主要由阻斷電壓或輸入電壓Vin決定。T1階段二極管產(chǎn)生的功耗，稱為PT1，大致等于Ir*Vin。
對(duì)于任何肖特基二極管，在設(shè)計(jì)時(shí)都存在一個(gè)取舍。即此設(shè)備要么針對(duì)低Vf進(jìn)行優(yōu)化，要么針對(duì)低Ir進(jìn)行優(yōu)化。因此，如果選擇低Vf，則Ir就較高，反之亦然。在實(shí)際應(yīng)用設(shè)計(jì)時(shí)，重要的是不僅要觀察Vf或Ir的值，還要分析它們?cè)趯?shí)際操作中會(huì)產(chǎn)生什么結(jié)果。Vf和Ir都會(huì)隨溫度變化而改變。當(dāng)溫度升高，Vf會(huì)降低，在肖特基二極管升溫的同時(shí)降低了熱擴(kuò)散。但非常不幸的是，Ir會(huì)隨著肖特基二極管溫度升高而增加。所以，二極管溫度越高，漏電流就越多，內(nèi)部功耗就越多，這樣就使得肖特基二極管溫度更高，從而再次增加漏電流，如此循環(huán)。
如果堅(jiān)持采用基本的非同步直流/直流轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì)案例，不妨做一個(gè)基本分析以確定肖特基二極管內(nèi)部功耗和由此導(dǎo)致的設(shè)備溫度。直流/直流轉(zhuǎn)換器的運(yùn)行占空比與電壓輸入輸出的比值直接相關(guān)（DC=Vout/Vin）。電壓輸入和輸出的比值越低，T2的時(shí)間就越長(zhǎng)，PT2對(duì)整個(gè)肖特基二極管的功耗影響也就越大。反之亦然，T1越長(zhǎng)（或和的比值越高），PT2對(duì)總功耗的影響就越小，PT1的作用就越大。
熱逃逸
以上討論的隨溫度升高而增加的效應(yīng)會(huì)帶來(lái)一個(gè)普遍問(wèn)題，叫作熱逃逸。升高的溫度會(huì)導(dǎo)致溫度進(jìn)一步升高，直到部件損壞。因此，強(qiáng)烈建議在所有設(shè)計(jì)中徹底檢查此現(xiàn)象。
目前常見的做法是對(duì)功耗設(shè)計(jì)進(jìn)行模擬運(yùn)行。可以使用標(biāo)準(zhǔn)的模擬工具，也可使用網(wǎng)上常用的模擬工具。仔細(xì)檢查熱效應(yīng)是非常必要的。對(duì)于打算使用的肖特基二極管，極有可能所使用的工具并未采用正確的熱模型，或者其熱參數(shù)（很可能和布局相關(guān)）與設(shè)計(jì)不相符合。很顯然，并非每個(gè)肖特基二極管都一模一樣，因而絕對(duì)不贊同在模擬設(shè)計(jì)時(shí)使用“相似”的肖特基二極管，然后假定它們的熱效應(yīng)（以及潛在的電效應(yīng)）也相似。雖然并非總是可行，但在此仍然建議始終制作原型并驗(yàn)證其正確效應(yīng)。
