在非同步 BUCK 降壓電路的設計中，續(xù)流二極管的選型是一個至關重要的環(huán)節(jié)，它直接影響著電路的性能和穩(wěn)定性。下面我們將詳細介紹非同步 BUCK 降壓電路續(xù)流二極管的選型準則和實例。

背景簡述

非同步 BUCK 轉換器拓撲（如圖 0.1 所示）已經內置了高邊開關管，其關鍵的外圍元件包括功率電感、續(xù)流二極管、輸出電容和輸入電容。以 TPS54561DPRT 為例，由于它是非同步 BUCK 轉換器芯片，僅在芯片內部集成了高邊開關管 MOSFET，因此需要在 SW 引腳和 GND 之間安裝一個續(xù)流二極管，作為高邊開關管 MOSFET 關斷時功率電感的續(xù)流路徑。

續(xù)流二極管選型準則

續(xù)流二極管的選型需要嚴格遵循一些準則，其中包括兩個硬性準則和兩個優(yōu)化準則：

1. 反向工作電壓：續(xù)流二極管的反向工作電壓 VRRM 必須等于或大于最大輸入電壓 VIN (max)。這是為了確保在輸入電壓波動時，二極管不會被反向擊穿，保證電路的安全性和穩(wěn)定性。
2. 正向導通電流：續(xù)流二極管的正向導通電流 IF (AV) 不小于 Iout (max)*(1 - D) ，其中 D 是降壓電路的占空比，Iout (max) 是降壓電路能夠支持的最大負載電流。更為嚴格的續(xù)流二極管過流能力選擇，可以選擇大于等于電感上的峰值電流 IOUT+(ΔIL)/2 。這可以保證二極管在正常工作和瞬態(tài)情況下都能承受足夠的電流，避免因過流而損壞。
3. 正向導通壓降：正向導通壓降 VF 越小越好。因為 VF 越小，該參數(shù)引起的功率損耗越小，電源效率越高。在設計高效電源時，降低功率損耗是一個重要的目標。
4. 反向恢復時間：從導通狀態(tài)到關斷狀態(tài)的切換速度越快（反向恢復時間 trr 越?。┰胶?。反向恢復時間越小，反向恢復損耗越小，電源效率越高?？焖俚那袚Q速度可以減少開關損耗，提高電路的整體性能。

綜上所述，肖特基二極管（Schottky Barrier Diode, SBD）是續(xù)流二極管較為理想的選擇。它具有較小的正向導通壓降和較快的反向恢復時間（通常為幾十納秒甚至幾納秒），能夠有效降低續(xù)流二極管上的功率損耗。

續(xù)流二極管選型實例

參考之前的設計實例，在此設計中，最大輸入電壓為 60V，輸出電壓為 5V，最大負載電流為 5A。根據(jù)選型準則，我們需要選擇反向工作電壓為 60V、正向導通電流大于 5A 的肖特基二極管。
如圖 0.2 所示，Diodes Inc. PDS760 - 13 (Diode, Schottky, 60V, 7A, PowerDI5) 肖特基二極管的反向工作電壓為 60V，平均整流電流為 7A，在正向導通電流為 5.0A 時的最大正向導通壓降為 0.52V，滿足我們的選型要求，是較為合適的選擇之一。

在此例中，當輸入電壓為典型值 12V 時，占空比為典型值 5/12，續(xù)流二極管的平均電流為 5.0A*(1 - 5/12)=2.917A；在輸入電壓有最大值 60V 時，占空比最小值為 5/60，續(xù)流二極管上流過的最大平均電流為 5.0A*(1 - 5/60)=4.583A。所以，理論上，選擇反向工作電壓為 60V、正向導通電流為 5A 的肖特基二極管，如 PDS560 - 13（Working Peak Reverse Voltage 60V, Average Rectified Current 5A），也是可以的。

在 TPS54561DPRT 電路設計實例（如圖 0.3 所示）中，D1 PDS760 - 13 (Diode, Schottky, 60V, 7A, PowerDI5) 就是我們選型完成的續(xù)流二極管。