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AC/DC

非隔离型降压转换器的设计案例

主要部件的选型:输出整流二极管 D4

本文将介绍输出整流二极管的选型。

输出整流二极管 D4

输出整流二极管也称为“Catch Diode ”或“Freewheeling Diode”。另外,在同步整流型二极管中,这种二极管被替换为晶体管,就是被称为“低边开关”等的部分。

如右侧电路图所示,输出二极管D4由输出端连接至GND。当高边MOSFET关断时,电感中积蓄的能量经由D4输出。

A4_8_ckt

输出二极管的常数计算

输出整流二极管利用开关频率来导通/关断,所以使用可高速开关的快速恢复二极管。需要探讨的是耐压和损耗。

施加于输出二极管的反向电压考虑到余量为:

  Vdr = VIN (max)÷0.7 = 372V÷0.7 = 531V → 600V

二极管的损耗估算如下:

  Pd = VF×Iout = 1V×0.2A = 0.2W

二极管使用RFN1L6S(电路图中有指定)。

下面是快速恢复二极管 RFN1L6S的规格值表和VF-IF特性。此次有电路示例,所以没有必要进行实际的二极管选型,不过机会难得,就当通过搜索或其他什么手法选中了RFN1L6S作为600V耐压、0.2A以上的二极管来探讨吧。

A4_8_rfn1l6s
A4_8_vf-if

在耐压方面,VR、VRM都是最大额定600V,与计算出的值一致。IO为0.8A,在能力方面对于实际的Iout 0.2A来说具有相当大余量,不过考虑到容许功率,是可以具备这个程度的余量的。另外,不一定有完全符合设计规格的变化。或者说,可能“正好”的情况很少。不管怎样,需要在近似且有余量的情况下适当妥协。

还有,之所以记载了VFーIF特性,是因为通过计算VF为1V,可规格中规定最大1.45V、Typ 1.15V,是为了向有“按1V计算可以吗?”疑问的人解释。IF=0.8A是VF的条件。实际使用时的IF为0.2A,所以从曲线图中可以看出,求0.2A时的VF时,在最恶劣的温度条件下也在1V以下。也就是说,这个计算是使用与实际条件接近的数值进行的。

至于余量保持多大为好,这取决于经验。余量过大会造成过度设计,导致成本和尺寸增加,事实上恰当的判断是很难的。最终还是需要积累经验。

虽然说经验很重要,不过在实际使用的条件下确认损耗和结温是必须环节。

关键要点:

・通常输出整流二极管使用高速开关型二极管。本文使用的是快速恢复二极管。

・输出整流二极管基本上是通过确认耐压和损耗来选型的。