开关电源消耗之二极管的功率消耗阐发-KIA MOS管
信息来历：本站 日期：2023-07-07
二极管作为开关元件，MOSFET 导通时二极管无电流流过，断开时电流流经回路2。是以，二极管的功率消耗一样由传导消耗和开关消耗构成。
二极管的传导消耗
二极管的传导消耗则在很大水平上取决于正向导通电压(VF)。二极管凡是比 MOSFET 消耗更大，二极管消耗与正向电流、VF 和导通时辰成反比。
由于 MOSFET 断开时二极管导通，二极管的传导消耗(PCOND(DIODE))类似为：
PCOND(DIODE) = IDIODE(ON) * VF * (1 – D)
式中，IDIODE(ON)为二极管导通时代的均匀电流。
二极管导通时代的均匀电流为 IOUT，是以，对 Buck 变更器，PCOND(DIODE)能够根据下式预算：
PCOND(DIODE) = IOUT * VF * (1 – VOUT/VIN)
与 MOSFET 功耗计较差别，接纳均匀电流便可获得比拟精确的功耗计较成果，由于二极管消耗与 I 成反比。
明显，MOSFET 或二极管的导通时辰越长，传导消耗也越大。对 Buck 变更器，输入电压越低，二极管发生的功耗也越大，由于它处于导通状况的时辰越长。
二极管的开关消耗
与 MOSFET 不异，二极管也存在开关消耗。这个消耗很大水平上取决于二极管的反向规复时辰(tRR)，二极管开关消耗发生在二极管从正向导通到反向停止的转换进程。
当反向电压加在二级管两头时，正向导通电流在二极管上发生的积累电荷须要开释，发生反向电流尖峰(IRR(PEAK))，极性与正向导通电流相反，从而形成 V × I 功率消耗，由于反向规复期内，反向电压和反向电流同时存在于二极管。
下图给出了二极管在反向规复时代的 PN 结表示图。
图 二极管结反偏时，须要开释正向导通时代的积累电荷，发生峰值电流 IRR(PEAK)
领会了二极管的反向规复特征，能够由下式预算二极管的开关消耗(PSW(DIODE))：
PSW(DIODE) = 0.5 * VREVERSE * IRR(PEAK) * tRR2 * fS
此中，VREVERSE是二极管的反向偏置电压，IRR(PEAK)是反向规复电流的峰值，tRR2是从反向电流峰值 IRR(PEAK)到规复电流为正的时辰。
对 Buck 变更器，当 MOSFET 导通的时辰，VIN为 MOSFET 导通时二极管的反向偏置电压。
二极管的传导消耗和开关消耗实测
为了考证二极管消耗计较公式，实测了 Buck 变更器中 PN 结的开关波形，如图所示。
图 Buck 变更器中 PN 结开关二极管的开关波形
详细参数为：VIN = 10V、VOUT =3.3V，测得 IRR(PEAK) = 250mA、IOUT = 500mA、fS = 1MHz、 tRR2 = 28ns、VF = 0.9V。
操纵这些数值能够获得：
该成果靠近于图所示丈量成果 358.7mW。斟酌到较大的 VF和较长的二极管导通周期，tRR时辰很是短，传导消耗(PSW(DIODE))在二极管消耗中占主导位置。
接洽体例：邹师长教师
接洽德律风：0755-83888366-8022
手机：18123972950
QQ：2880195519
接洽地点：深圳市福田区金田路3037号金中环国际商务大厦2109
请搜微信公家号:“KIA半导体”或扫一扫下图“存眷”官方微信公家号
请“存眷”官方微信公家号:供给 MOS管 手艺赞助
免责申明：本网站局部文章或图片来历别的来由，若有侵权，请接洽删除。
