肖特基二極管優(yōu)勢有哪些

2021-07-05

在負載點(diǎn)(POL)降壓轉換器領(lǐng)域,同步變化的高邊和低邊有源開(kāi)關(guān)已被廣泛使用。圖1顯示了具有理想開(kāi)關(guān)的此類(lèi)電路。



與使用無(wú)源肖特基二極管作為低邊開(kāi)關(guān)的架構相比,此類(lèi)開(kāi)關(guān)穩壓器具有多項優(yōu)勢。主要優(yōu)勢是電壓轉換效率更高,因為與采用無(wú)源二極管的情況相比,低端開(kāi)關(guān)承載電流時(shí)的壓降更低。



但是,與異步開(kāi)關(guān)穩壓器相比,同步降壓轉換器會(huì )產(chǎn)生更大的干擾。如果圖1中的兩個(gè)理想開(kāi)關(guān)同時(shí)導通,即使時(shí)間很短,也會(huì )發(fā)生從輸入電壓到地的短路。這會(huì )損壞開(kāi)關(guān)。必須確保兩個(gè)開(kāi)關(guān)永遠不會(huì )同時(shí)導通。



因此,出于安全考慮,需要在一定時(shí)間內保持兩個(gè)開(kāi)關(guān)都斷開(kāi)。這個(gè)時(shí)間稱(chēng)為開(kāi)關(guān)穩壓器的死區時(shí)間。但是,從開(kāi)關(guān)節點(diǎn)到輸出電壓連接了一個(gè)載流電感(L1)。


通過(guò)電感的電流永遠不會(huì )發(fā)生瞬間變化。電流會(huì )連續增加和減少,但它永遠不會(huì )跳變。因此,在死區時(shí)間內會(huì )產(chǎn)生問(wèn)題。所有電流路徑在開(kāi)關(guān)節點(diǎn)側中斷。
采用圖1所示的理想開(kāi)關(guān),在死區時(shí)間內會(huì )在開(kāi)關(guān)節點(diǎn)處產(chǎn)生負無(wú)窮大的電壓。在實(shí)際開(kāi)關(guān)中,電壓負值將變得越來(lái)越大,直到兩個(gè)開(kāi)關(guān)中的一個(gè)被擊穿并允許電流通過(guò)。


01.jpg


圖1.用于降壓轉換、采用理想開(kāi)關(guān)的同步開(kāi)關(guān)穩壓器



大多數開(kāi)關(guān)穩壓器使用N溝道MOSFET作為有源開(kāi)關(guān)。這些開(kāi)關(guān)針對上述情況具有非常有優(yōu)勢的特性。


除了具有本身的開(kāi)關(guān)功能外,MOSFET還具有所謂的體二極管。半導體的源極和漏極之間存在一個(gè)P-N結。


在圖2中,插入了具有相應P-N結的MOSFET。由此,即使在死區時(shí)間內,開(kāi)關(guān)節點(diǎn)的電壓也不會(huì )下降到負無(wú)窮大,而是通過(guò)低端MOSFET中的P-N結(如紅色所示)承載電流,直到死區時(shí)間結束并且低端MOSFET導通為止。


02.jpg

圖2.用于降壓轉換的同步開(kāi)關(guān)穩壓器,采用N溝道MOSFET和額外的肖特基二極管,可最大限度地減少干擾

 

相應MOSFET中的體二極管有一個(gè)主要缺點(diǎn)。由于反向恢復現象,其開(kāi)關(guān)速度非常低。


在反向恢復時(shí)間內,電感(L1)導致開(kāi)關(guān)節點(diǎn)處的電壓下降到比地電壓低幾伏。開(kāi)關(guān)節點(diǎn)處的這些陡峭的負電壓峰值會(huì )導致干擾,此干擾會(huì )被容性耦合到其他電路段。


通過(guò)插入額外的肖特基二極管可以最大限度地減少這種干擾,如圖2所示。與低端MOSFET中的體二極管不同,它不會(huì )產(chǎn)生反向恢復時(shí)間,并且在死區時(shí)間開(kāi)始時(shí)能非??焖俚匚针娏?。這可減緩開(kāi)關(guān)節點(diǎn)處的電壓陡降??蓽p少由于耦合效應而產(chǎn)生并分布到電路上的干擾。


肖特基二極管可以設計得非常緊湊,因為它僅在死區時(shí)間內短時(shí)間承載電流。因此,其溫升不會(huì )過(guò)高,可以放置在小尺寸、低成本的產(chǎn)品外殼中。

在線(xiàn)客服
国产农村妇女毛片精品视频_国产小屁孩cao大人在线播放_中文字幕三级不卡无码_在线黄色开心激情五月