您好! 请登录 注册
Picture Show
搜索
Picture Show

       联系电话    

135 1009 9916

图片展示

Boost变换器的二极管

2026-01-07 14:25:16

对于Boost电路,跟Buck电路一样都有同步与非同步。如图6.19所示,非同步Boost是有一个开关管和一个二极管,而同步Boost是两个开关管。

图6.19 DCM模式下Boost电路的电感的实测波形

对于Boost电路,小电流场景下,有一些控制器还是非同步的Boost电路。所以会使用二极管作为电路的组成部分。

分析二极管在Boost电路中的作用,首先分析在开关管导通和关闭时电流的路径。如图6.20所示,开关管关闭,电感储存的能量给输出电容和负载提供能量,电流路径为图6.20右图虚线箭头方向,此时二极管D1导通。

图6.20 CCM模式下Boost电路的两个状态

开关管导通,电感进行储存能量,电源的输出电容维持输出电压Vout同时给负载供电,这时二极管的单向导通性就发挥其作用了,不允许电流经过,那么电容的放电路径只能是流向负载。此时二极管的两端电压分别为0V和Vout,但是正好的是反向截止,此时二极管电流为0A。

那如果短路二极管D1后,又会发生什么情况呢?

假设,二极管D1短路后,电容C2的放电路径会增加一条,此时开关管导通,我们都知道开关管在导通的状态下还是会存在一个很小的电阻,这个时候增加一条放电路径,C2的能量就会损失,造成了Boost升压的无法工作。以上仅为假设。所以在Boost升压电路中的二极管作用是隔离。

在开关管导通时,流过二极管的电流为0A,开关管关闭时,电感在放电,流过二极管的电流在线性减小。在这个过程中流过二极管的电流是一个变化的,存在峰值电流和平均电流,这时就需要考虑二极管的通流能力。

开关管关断时,流过二极管的电流约等于输出电流Iout,假设流过二极管的平均电流Id,导通压降Vd,那么二极管的平均功率Pd=Id*Vd,为了提高输出效率,减小功率损耗,选择二极管时尽量选择正向导通压降Vd小的二极管,让电感储存的能量尽可能多的提供给负载,不要浪费给二极管。

二极管的实际电流波形,还有一个负电流尖峰。

二极管还是会存在一个反向恢复时间,这样就会存在一个尖峰。实际应用中的二极管,在电压突然反向时,二极管电流并不是很快减小到0,而是会有比较大的反向电流存在,这个反向电流降低到最大值的0.1倍所需的时间,就是反向恢复时间。在这个反向恢复时间里,二极管可以通过较大的反向电流,所以在波形图中就出现一个较大的反向电流尖峰。

由于二极管外加正向电压 时,P 区的空穴向 N 区扩散,N 区的电子向 P 区扩散,不仅使得耗尽层变窄,而且使得载流子有相当数量的存储,在 P 区内存储了电子,在N 区内存储了空穴,它们都是非平衡少子。

一个二极管从没有导通到导通,一定是需要能量的。从截止到导通需要能量,从导通到截止也需要能量。

把正向导通时,非平衡少子积累的现象叫做 电荷存储效应。

当输入电压突然由正压变为负压时, P 区存储的电子和 N 区存储的空穴不会马上消失,它们会通过以下两个途径逐渐减少:

1.在反向电场的作用下, P 区电子被拉回 N 区, N 区空穴被拉回 P 区,形成反向漂移电流 ;

2.与多数载流子复合消失。

这些能量变化的过程,不但有能量的损耗,同时还需要占用时间。

由上可知,二极管的反向恢复时间就是存储电荷消失所需要的时间,而这个Trr也会决定二极管的最大工作频率。

1、二极管反向电压大于Boost工作过程中最大的反向电压Vout,并留有一定的余量。

2、考虑到电源的效率,二极管的正向导通压降Vf越小越好。

3、二极管最大正向电流If须大于负载最大电流即输出最大电流Iload,并留有余量。正向峰值电流Ifsm需大于电感峰值电流IL_max,并留有余量。

3、 二极管反向恢复时间Trr越小越好。

    如您对我们的产品感兴趣,欢迎联系

    我们将为您提供高效、贴心的解决方案!

    咨询电话:135  1009  9916(微信同号)

    点击下方图片免费领取产品规格书   

          


    想深入了解碳化硅功率器件产品知识?点击→「碳化硅(SiC)课堂」获取详情!

作者: 深圳市亿伟世科技有限公司
0
Boost变换器的二极管
对于Boost电路,跟Buck电路一样都有同步与非同步。如图6.19所示,非同步Boost是有一个开关管和一个二极管,而同步Boost是两个开关管。图6.19
长按图片保存/分享

 技术学院


IGBT 课堂

SIC 课堂
工程师家园

 

产品中心

碳化硅器件

    IGBT

超洁 MOS

东芝隔离器

 

 

 

码上关注

     码上关注

码上联系

Picture Show
Picture Show

联系电话

135 1009 9916

 (微信同号)

添加微信好友,详细了解产品
使用企业微信
“扫一扫”加入群聊
复制成功!
添加微信好友,详细了解产品
我知道了
粤ICP备2022009448号