對于速度和開關(guān)時間是一個重要因素的應(yīng)用，使用滿足您所需的快速反應(yīng)時間的組件非常有幫助。此類應(yīng)用可能多種多樣，從焊接在 PCB 中的小型電路到大型制造機器，其中時間表是決定成敗的因素。
　　PC 和電信市場的最新發(fā)展現(xiàn)已將電力電子開關(guān)頻率從線路頻率擴展到 MHz 范圍。這一趨勢導(dǎo)致了電子開關(guān)元件技術(shù)的相應(yīng)增長，例如電源整流器和電源開關(guān)。在這些開關(guān)頻率下，超快速功率整流器性能非常重要。它要求二極管具有低恢復(fù)電荷和軟恢復(fù)特性以及低正向壓降和快速導(dǎo)通。本應(yīng)用筆記的目的是討論影響電路的二極管參數(shù)，以便設(shè)計可靠的電源。
　　為了列舉二極管參數(shù)對電路性能的影響，本應(yīng)用筆記以使用 MAX1856 的反激電路為例。第一部分簡要描述了此處用作示例的反激電路。第二部分討論了影響電路中開關(guān)瞬態(tài)的重要二極管參數(shù)、輸出二極管處緩沖電路的設(shè)計以及整流器的導(dǎo)通、開關(guān)和反向阻斷對總體功耗的貢獻?？焖僬髌鞯闹圃焐炭赡軙谐龅诙糠种杏懻摰娜炕騼H部分參數(shù)。第三節(jié)也是最后一節(jié)討論了該電路中四種不同二極管的性能。這表明了一種評估應(yīng)用電路中不同二極管性能的方法。
　　MAX1856 反激電路
　　MAX1856 (圖 1) 采用反激配置，通過 12V 輸入為用戶線路接口卡 (SLIC) 供電。-90V/0.32A 輸出用于振鈴功能，-30V/0.15A 輸出用于通話電池?！　?img src="https://file3.dzsc.com/data/23/10/09/172353293.jpg" style="max-width: 700px;">　

　SLIC 電源原理圖。

　　MAX1856電流模式PWM控制器采用反相反激式配置來產(chǎn)生SLIC電源所需的相對較高的負電壓。PWM 模式控制器采用固定頻率電流模式操作，其中占空比由輸入輸出電壓比和變壓器匝數(shù)比確定。電流模式反饋環(huán)路將峰值電感器電流調(diào)節(jié)為輸出誤差信號的函數(shù)。MAX1856使用低邊外部檢測電阻(圖1中的R1)來監(jiān)控峰值電感電流。打開后，控制器立即將電流檢測電路消隱 100ns，以最大限度地降低噪聲敏感性。此外，電流檢測引腳 (CS+) 處的濾波器（圖 1 中的 R10 和 C7）可提高抗噪能力。該時間常數(shù)應(yīng)該足夠低，以免電流檢測信號失真。通常，最大 R10-C7 時間常數(shù)應(yīng)小于最小占空比的 1/10，以使控制環(huán)路正常運行。請參閱MAX1856數(shù)據(jù)手冊，了解詳細說明該電路設(shè)計過程的指南。
　　二極管波形和特性
　　快速整流二極管使用引腳結(jié)構(gòu)的一些變化。從導(dǎo)通狀態(tài)到阻斷狀態(tài)的轉(zhuǎn)變需要有限的時間。這稱為二極管的反向恢復(fù)時間 (trr)。這可以進一步分為時間 ta，在阻斷電壓之前去除載流子（通過二極管的電流在短時間內(nèi)反向），以及時間 tb，在此期間二極管電壓變?yōu)樨撝底兓?dVR/dt。為了減少正向壓降，增加注入意味著需要從本征區(qū)域去除更多電荷，然后二極管才能阻止電壓。因此，這將對反向恢復(fù)時間產(chǎn)生不利影響?？旎謴?fù)整流器制造商通常會嘗試找到這兩個要求的最佳權(quán)衡?！?img src="https://file3.dzsc.com/data/23/10/09/172402766.jpg" style="max-width: 700px;">　

　反向恢復(fù)波形和定義。

　　上面的圖 2 給出了快速恢復(fù)整流器的恢復(fù)特性的波形和定義。通過在時間ta期間流過大的反向電流來去除本征區(qū)中存儲的電荷。在此時間結(jié)束時，結(jié)變?yōu)榉聪蚱谩４藭r的反向電流定義為峰值反向恢復(fù)電流IRRM。IRRM 的值與過零時正向電流的變化率 dIF/dt 成正比。
　　IRRM = (dIF/dt) × ta
　　然后，反向電流通過在時間 tb 內(nèi)以 dIR/dt 的速率復(fù)合而減小。反向恢復(fù)電荷量由下式給出
　　QRR = (IRRM × trr)/2
　　其中 trr = ta + tb
　　一些整流器數(shù)據(jù)表可能定義軟度系數(shù) S，其中
　　S = (ta/tb)
　　二極管電壓現(xiàn)在以與 dIR/dt 成比例的速率變?yōu)樨撝?。在二極管恢復(fù)期間，由于變壓器次級中的寄生電感 LLS，電流的這種變化將導(dǎo)致反向電壓過沖。峰值反向電壓 VRRM 由下式給出
　　VRRM = LLS × dIR/dt
　　緩沖器設(shè)計
　　寄生二極管自電容 CD 由下式給出
　　CD = (IRRM × trr)/(2 × VRRM)
　　該寄生電容 CD 與變壓器次級中的寄生電感 LLS 諧振，并在電流檢測信號和一般應(yīng)用電路中引起噪聲問題。為了抑制這種振鈴，可以在圖 1 中的次級整流器 (D2) 的陰極處使用 RC 緩沖器（緩沖器放置在該整流器處，因為該輸出所需的輸出功率最大）。緩沖器元件值 R5 和 C10 由下式給出（見圖 1）
　　R5 = √ (LLS/CD) 且 C10 = 3 × CD 或 C10 = 4 × CD
　　整流器功耗
　　最后，考慮不同工作模式下整流器的功耗。在開關(guān)接通期間，能量被積聚并存儲在變壓器中。在此期間，整流器處于截止狀態(tài)。阻塞狀態(tài)下的損失可以表示為
　　PR = IR × VR × D
　　其中IR是二極管的反向漏電流，VR是二極管兩端的反向電壓，D是占空比。
　　在此周期結(jié)束時，開關(guān)關(guān)閉，能量轉(zhuǎn)移到輸出。二極管現(xiàn)在開始導(dǎo)通，二極管中消耗的功率為
　　PF = IF × VF × (1-D)
　　其中 IF 是二極管中的正向電流，VF 是二極管上的正向壓降。
　　在此周期結(jié)束時，二極管關(guān)閉并進入阻斷狀態(tài)。從導(dǎo)通狀態(tài)轉(zhuǎn)換到阻斷狀態(tài)期間的功耗由下式給出
　　Prec = VRRM × IRRM × 0.5 × f × tb
　　其中IRRM是峰值反向恢復(fù)電流，VRRM是峰值反向電壓，f是開關(guān)頻率。