導讀：改善量產時肖特基二極管出現(xiàn)泄漏故障的問題，一種方法是將肖特基二極管的額定電壓從100 V增加到120 V,但系統(tǒng)溫度較高時，漏電流依然是個問題。

　　配置背光的一種標準方法是使用兩個分立式器件： 一個采用DPAK封裝的100 V MOSFET,以及一個同樣采用DPAK封裝的100 V肖特基二極管。LED背光單元中，肖特基二極管的高漏電流可能會造成一些問題，尤其在較高溫度下。有些人曾遇到量產時肖特基二極管出現(xiàn)泄漏故障的問題。改善泄漏故障的一種方法是將肖特基二極管的額定電壓從100 V增加到120 V,但系統(tǒng)溫度較高時，漏電流依然是個問題。

　　飛兆半導體的設計團隊開發(fā)了一種替代方法，即采用100 V BoostPak解決方案。BoostPak系列（圖1）在單封裝內集成兩個器件： 一個100 V MOSFET和一個150 V NP二極管。

　　圖1. BoostPak在單封裝內集成100 V MOSFET和150 V NP二極管

　　BoostPak系列采用5引腳DPAK單封裝。N溝道MOSFET針對降低導通電阻并保持出色的開關性能而設計。NP二極管為超快速整流器，帶低正向導通壓降，具有出色的開關性能。相比肖特基二極管，它具有低得多的漏電流，在高溫應用中提供更高的系統(tǒng)可靠性。

　　相比雙分立器件解決方案，BoostPak方案的尺寸更小，可節(jié)省多達20mm2的PCB空間。使用單封裝而非兩個封裝還意味著裝配更方便、系統(tǒng)成本更低。

　　BoostPak系列提供兩種版本，一種額定輸出功率為25 W,另一種額定值為40 W.表1列出詳細信息。

　　表1. BoostPak裝配規(guī)格

　　更高溫度下的性能更佳

　　我們想要知道NP二極管的漏電流到底有多低，因此我們進行了一些測試。測試結果如圖2所示。

　　圖2:二極管漏電流比較

　　與100 V、5A肖特基二極管相比，150 V、5 A BoostPak系列NP二極管在所有條件下的額定漏電流值低得多，但兩者在高溫下差別極大。隨著溫度上升，肖特基二極管的漏電流以極快的速度增加，而相比之下NP二極管的漏電流依然較低。

　　BoostPak系列的NP二極管采用的生命周期控制工藝制成，以實現(xiàn)極快速的反向恢復時間和合理的正向壓降（VF（典型值）： 0.9 V,條件為 IF=5 A、TJ=100 度）

　　圖3:對反向恢復時間進行了比較

　　實際設計

　　下一步，我們將驗證BoostPak系列能夠在實際設計中限制漏電流，因此我們開發(fā)了一款評估板，并在多種條件下進行測試。圖4為基本設計，BoostPak系列高亮顯示。

　　圖4. LED背光中的BoostPak

　　該設計針對35 W升壓拓撲，使用連續(xù)電流模式（CCM）操作。輸入電壓范圍為20.4 V至27.6 V,采用單通道直流輸出，恒定電流值為640 mA （55 V）。我們采用BoostPak系列的FDD8500N10LD版本。

　　在CCM操作期間，二極管反向恢復電流增加MOSFET的導通損耗。NP二極管提供低反向恢復電流，對MOSFET的影響更小。

　　測試溫度與EMI

　　我們在設計BoostPak產品時，牢記兩個目標。首先，我們希望將器件殼的工作溫度保持在65℃以下。其次，我們希望滿足電磁干擾（EMI）的通用規(guī)格，將EMI保持在CISPR22 B類標準規(guī)定的限值以下。

　　我們測量了飽和溫度。如表2所示，在24 V輸入電壓（VIN）的情況下，BoostPak系列溫度保持在61.5℃，低于65℃的目標。

　　表2. VOUT= 55V （35W）時的測試結果

　　接著，我們通過檢查五串LED負載時的輻射量，測試EMI.圖5顯示VIN為24V時的結果。

　　圖5. 輻射量： VIN= 24 V

　　在30 MHz至1000 MHz的子頻率范圍內，輻射量遠低于CISPR22 B類的額定限值。

　　結語

　　測試結果顯示飛兆半導體的BoostPak系列（以單個100 V BoostPak替代100 V MOSFET和100 V肖特基二極管）低漏電流二極管滿足工作溫度下必須的性能和EMI要求。同時，使用BoostPak系列可讓設計的尺寸更小、更緊湊，并且更易于組裝。在成本競爭型應用中，如屏幕尺寸小于40英寸的LED電視機，這些優(yōu)勢可讓產品脫穎而出。BoostPak方法還可節(jié)省其他應用的成本，比如LED照明系統(tǒng)和升壓/降壓操作DC-DC轉換器。