Які електричні параметри слід враховувати при виборі діодів?

一 Основні електричні параметри: Визначте основну продуктивність пристрою
1. Позитивне падіння напруги (VF)
Падіння напруги вперед - це різниця напруги між анодом і катодом, коли проводить діод, що безпосередньо впливає на ефективність схеми. Типове значення кремнієвих діодів становить 0,6 - 0,7 В, тоді як діоди Schottky можуть бути низькими від 0,2-0,4 В. У сценаріях низької напруги та високих струму (таких як перетворювачі постійного струму), зменшення VF на 0,1 В може підвищити ефективність на 2-3%. Наприклад, у вихідній схемі 5V/3A, використовуючи діод Schottky з VF =0.3 V (наприклад, 1N5819), може зменшити споживання електроенергії на 12 Вт порівняно з звичайним діодом кремнію (VF =0.7 V).
2. Максимальний виправлений струм (якщо)
Цей параметр визначає максимальний середній струм, який діод може пройти через довгу - стабільну роботу, визначається областю переходу PN та умовами розсіювання тепла. Наприклад, діод випрямляча 1N4007 має рейтинг, якщо від 1A, але його фактичний піковий струм може досягти 30A (не повторюваний імпульс). При виборі необхідно розглянути:
Постійний робочий струм: слід залишити 20-30%
Параметри IFSM (пульсовий робочий струм: Довідник IFSM (не повторюваний струм перенапруги)
Дизайн розсіювання тепла: упаковка до-220 має більш ніж у 5 разів більша ємність розсіювання тепла, ніж пакет SOD-123
3. Напруга зворотного розбиття (VBR) та максимальна зворотна робоча напруга (VRM)
VBR є критичною напругою для зворотного розбиття діода, тоді як VRM зазвичай займає 60-80% VBR як зону безпечної експлуатації. Наприклад, у схемі випрямляча 220 В змінного струму діоди з VRM більше або дорівнюють 600 В (наприклад, 1N4007 з VRM =1000 V). Слід звернути увагу на особливі сценарії:
Тимчасове перенапруження: Подумайте про відповідність VBR Diode TVS з напругою затискача (VC)
Застосування високої напруги: Структура штифта Швидке відновлення діод може витримати тисячі вольт зворотної напруги
4. Зворотний струм витоку (ІЧ)
ІЧ відображає здатність зворотного відсічення діодів, а на кожні 25 градусів підвищення температури ІЧ збільшується приблизно в 10 разів. У високих схемах виявлення напруги -, надмірний ІЧ може призвести до помилок вимірювання. Наприклад, діод детектора 2AP германій може досягти IR 100 мк a at vr =50 v, тоді як кремній - на основі 1N4148 має ІЧ<0.1 μ A under the same conditions.
2, динамічні характеристики параметри: впливаючи на високу - частота та продуктивність комутації
5. Час зворотного відновлення (TRR)
TRR - це час переходу діода від провідності до відсічення, що має вирішальне значення для ефективності комутаційних джерел живлення. Традиційний випрямний діод TRR може досягти сотень наносекунд, тоді як швидкі діоди для відновлення (наприклад, FR107) можуть скоротити його до 50 н., А Діоди Шоткі можуть навіть знизити його до кількох наносекунд. У джерелі комутації 500 кГц, використовуючи швидкий діод відновлення з TRR =20 NS, може підвищити ефективність більш ніж на 5% порівняно зі звичайними діодами.
6. Ємність з'єднання (CJ)
CJ складається з дифузійних конденсаторів та бар'єрних конденсаторів, які безпосередньо впливають на цілісність високих сигналів частот -. У RF -ланцюгах надмірний CJ може спричинити ослаблення сигналу та спотворення фаз. Наприклад:
1N4148 Малий перемикач сигналу Diode Cj =4 PF (@ vr =0 v)
HSMS-286X серії Schottky Diode CJ<0.6pF, suitable for GHz level applications
Варакторні діоди можуть досягти безперервної зміни CJ, регулюючи зворотну напругу, яка використовується для налаштування ланцюгів
7. Максимальна робоча частота (FM)
FM спільно визначається TRR та CJ, з типовим діапазоном значення:
Випрямляючий діод:<1kHz
Швидке відновлення діод: 10 кГц-1МГц
Діод Шотті: вище 100 МГц
Змінна ємність діод: здатний досягти рівня ГГц
3, екстремальний параметр: забезпечити безпечну роботу пристрою
8. Не повторюваний струм перенапруги (IFSM)
IFSM визначає максимальний струм імпульсу, який діод дозволяє витримати протягом 10 мс, як правило, 5 - 20 разів перевищує If. Ключова перевірка потрібна в таких сценаріях, як запуск двигуна та зарядка конденсаторів:
1N5408 Діод випрямляча IFSM =200 A (@ 10ms)
Фактичну енергію перенапруження потрібно обчислити за допомогою формули: e=i ² rmst (де я - струм перенапруги і t - тривалість)
9. Температура стику (TJ) та термічний опір (r θ ja)
TJ - найвища температура всередині мікросхеми, як правило, не перевищує 150 градусів для кремнієвих труб. Тепловий опір r θ ja відображає можливість розсіювання тепла, наприклад:
SOD-123 упаковка: r θ ja ≈ 300 градусів /w
Пакет до-220 (з тепловіддачем): r θ ja<10 ℃/W
Фактичну температуру стику можна обчислити за допомогою формули TJ=TA+P × R θ JA (де TA - температура навколишнього середовища, а P - споживання електроенергії).
10. Розсіювання потужності (PD)
PD визначає максимальне споживання діода в специфічних умовах розсіювання тепла, яке потрібно відповідати фактичному споживанні електроенергії. Наприклад:
PD 1N4007 у вільному повітрі - 1 Вт
При умовах примусового повітряного охолодження його можна збільшити до 3 Вт
Фактичне споживання електроенергії потрібно обчислити за допомогою p=vf × if, з лівою на 50% поля
4, Спеціальні параметри програми: Ключ до вибору на основі сценарію
11. Параметри стабілізації напруги (VZ, RZ)
Діоди Зенер повинні звернути увагу на:
Стабільна напруга (VZ): Точність може досягати ± 1%, ± 2%
Динамічний опір (RZ): відображає продуктивність стабілізації напруги, типове значення 0,1-100 Ом
Коефіцієнт температури напруги: Наприклад, регулятор напруги типу 2DW7C має коефіцієнт температури +0.07%/ градус
12. Параметри захисту ESD (Diode)
Тимчасовий діод придушення напруги необхідно перевірити:
Напруга розбиття (VBR): трохи вище, ніж робоча напруга ланцюга
Напруга затискача (VC): Захисна напруга при заданому імпульсному струмі
Peak Pulse Power (PPP): Наприклад, PPP телевізорів Smaj5.0a - 400 Вт (@ 8/20 мкл форми хвилі)
5, методологія відбору: чотири кроки методу для узгодження параметрів
Визначення сценарію: чітко визначте тип програми (випрямлення/перемикання/регулювання/захист напруги)
Фільтрування параметрів: Виберіть моделі на основі основних параметрів (VF/if/VRM/TRR)
Дизайн DERTARING: Напруга/струм з номінальним значенням 80%, температура з 50% запасом
Тестування перевірки: Виміряйте ключові параметри, такі як VF, IR, TRR тощо, за допомогою фактичних вимірювань ланцюга
Типовий випадок:
У ланцюзі випрямляча джерела джерела живлення 48 В/10А кроки вибору такі
Визначте вимоги: VF<0.5V, IF ≥ 15A, VRM ≥ 60V, trr<50ns
Початкова модель вибору: mbr2060ct schottky diode (vf)=0.45 v@10a, якщо =20 a, vrm =60 v, trr =10 ns)
Теплова перевірка: Обчисліть TJ =25 градус +(0,45V × 10a × 0,05 градусів /Вт) =47.5 градус (використовуючи мідний підкладку для розсіювання тепла)
Фактичне тестування: VF =0.47 V вимірювали в умовах повного навантаження, підвищення температури на 22 градуси, що відповідає вимогам проектування