开关电源中为什么要用肖特基二极管续流？.docx

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1、我们先来看一个问题：为什么开关电源中，一般用肖特基二极管续流，不用快恢复二极管呢？答案主要有两点：一是，肖特基二极管导通电压更低；二是，肖特基二极管速度更快，反向恢复时间更小。如此一来，使用肖特基二极管肯定损耗是更小的，温度更低，也不会烫成狗，这样整个开关电源效率也更高。上面这一段话，想必大家都知道，不过仅从文字上面看，有一种模糊，不那么透彻的感觉。今天就主要结合实例，对比肖特基和快恢复二极管两者的差异。实验:电路就用上次的Boost电路,如下图所示:这次我们重点关注图中的二极管，当然了，这个二极管一般使用肖特基二极管,图中使用的是MBR735 ,也是一个肖特基二极管。我们看一下二极管的电流和

2、电压波形，如下图所示：可以看到，这个肖特基二极管的导通时间是0.5V左右o另一方面，二极管在导通到截止切换时，电流有一个向下的脉冲，峰值可以达到-12A ,这个是反向电流。也就是说，二极管存在反向导通的时间，并不能在电压反向时马上截止。我们把下冲拉开看看，如下图所示：大的负电流持续的时间大概是2ns左右,在6ns时电流完全降低到0o为什么会有这个负电流呢？这是因为肖特基二极管存在结电容，这个结电容大概是200pF左右，比硅二极管要大（硅一般是20pF左右，这里的数值仅供参考，不同二极管不同），电容电压发生变化，自然会有充放电发生，就形成了电流。还有个说法是，肖特基二极管也存在反向恢复时间，只不

3、过很短，小于10ns。不过，我的看法是，肖特基是不存在反向恢复时间的，因为反向恢复时间一般认为是少数载流子的存储效应导致的，而肖特基二极管是由肖特基结构成的，不存在少子。但是，肖特基二极管它存在结电容，而且这个结电容比硅二极管要大，这个结电容引起的效果有点像是反向恢复时间。好了，这个定义就不纠结了，总之意思大概就是，肖特基二极管的反向电流会比较小，持续时间也会比较短。以上是肖特基二极管的情况，下面看看超快恢复二极管。换为超快恢复二极管：3.3V IN2C8C9SHDNFBR8LT1619C612.4K.015JrlR6150p3.3Rser=10mC7 25KL超快帙复-Mff trr35m,

4、Q2 MURS320 !R7Si9804DY 3745VCIO 3r470F电路只将二极管换成了超快恢复二极管MURS320 o从它的手册里面可以知道，反向恢复时间最大是35ns ,这在二极管中这已经是相当小的。我们也看一下它的电流和电压波形。1 2V-0V-0 0V-0 6vM1 2V-1.8V-2 4V-3 0V-36V-4 2V-4 8V-5 4V7s9s36 A*UM-4A-8A-12A-16A-20A-这么大？吓死宝宝了可以看到，导通电压要更高一些，是0.7V左右。这个下冲就更明显了 ，直接达到了-38A左右，有点吓人。我们也把下冲拉开看看。可以看到，持续的时间大概是5ns左右。这里

5、可能有一个疑问：前面不是说这个管子反向恢复时间是35ns左右吗？怎么现在这么小？测试电路我的想法是，反向恢复时间是在一定条件下测试的，反向电流是有限制的，如50 Nl (Non-inductive) 10。NI1 0(Note 1)PulseGenerator(Note 2)DeviceUnderTest() 50V DC三 ApproxJNotes:1 . Rise Time = 7 0s max. Input Impedance = 1.0M, 22pF.2 Rise Time = 10ns max Input Impedance 50.Fig. 5 Reverse Revery Time

6、 Characteristic and Test Circuit而我们这个boost电路，肯定跟这个测试电路是不同的，在反向时，并没有什么别的器件能阻碍反向电流，所以反向电流会比较大。并且，二极管反向恢复时间，就是正向导通时PN结存储的少数载流子电荷耗尽所需要的时间。反向截止之前，正向电流一定，那么存储的电荷就一定。截止切换时，反向电流越大，那么存储的电荷消耗得就越快，进而导致持续的时间越短，所以我们看起来的反向恢复时间与二极管手册里面有较大区别。如果超快恢复换成普通硅二极管，又会怎么样呢？结果是：换成普通硅二极管之后，这个boost直接工作异常，输出电压不对了 ,直接gg。o o原因想想也很简单，普通硅二极管的反向恢复时间都到了 US级别了，开关频率300Khz ,周期就是3.3us ,半个周期是1.67us ,在这个频率下，二极管基本可以看作是一直导通了。这个就不截图演示了。小结：本文主要从波形上面来对比肖特基和超快恢复二极管之间的区别，希望大家在头脑中对于二极管反向恢复时间有一个更为清晰的认识。