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1、 1）二极体）二极体 2）三极管）三极管 3）FET体场效应管体场效应管二极管二极管1）二级管的特性： 二极管具有正向导通, 反向截止的特性。 P N 具体：P 为正，N为负。 2)二级管的常用参数： 具体参数请查看相关规格，这里只列出常用设计相关的重要参数： 1）VRRM 反向耐压 （主要额定参数） 2）IF(av) 正向平均电流 （主要额定参数） 3）VF 正向压降 （效率要求，开通损耗，相同额定电压，电流大则VF低） 4）IR 反向漏电流 （决定产品的温度特性，IR大高温特性差） 5）Trr 反向恢复时间 （开关损耗） 6）TJ&Rth(j-c) Tj 为二极管正常工作的温度范围，Rth
2、(j-c) 热阻IR/VF：两个参数是相互制约的，VF低，IR就大，相反IR低，则VF 就高 使用的时候注意找个平衡。3）二极管分类： 1）反向耐压 高压二极管，低压二极管 2）正向压降 low VF 二极管 high VF二极管 3）恢复时间，一般开关行二极管，快恢复二极管，肖特基二极管 4) 其他分类：普通二极管，稳压二极管，发光二极管。 4) 开关电源中二极管的使用：I). 小信号开关管：如图所示：本例是一个温度控制模块，在开始的时刻，由于NTC651的温度很地，电阻很大，此时经过分压电阻分压比Vin2小，比较器输出为低电平，D670截止，此时电压被钳位在一个定值。当NTC651受温度影
3、响电阻变小后，比较器输出高电压，当电压高于钳压电压时，D670导通，D669关闭，此时Vout有NTC651控制。二极管的参数选择：由于在回路二极管只是用为简单的小信号开关，故此类二极管都可以选为常用的LL4148 DIO SW 150mA 100V2.高速开关的整流管：由于使用的是半桥技术，在整个周期内变压器都能提供能量，所以输出电感可以很小。1）此二极管用在输出整流侧，故需要用开关速度很快的二极管，减小开关损耗。P=Vrrms*IF(av)*Trr*F。2)元件额定参数的选择：如果：Vout=24V Iout=7A 占空比D由负载决定 V1是顺向压降 Vrrm=Vout/Dmin+V1 当
4、Dmin=0.4时： Vrrm=60.7V IF(av)=Iout*Dmax 当Dmax=0.6时： IF(av)=7*0.6=4.2 选材时需要考虑材料需要留有一定的余量. 故我们选择：ST10100CT肖特基管 Plost=VF*IF(av)=0.6/2*4=1.2 W P=Vrrms*IF(av)*Trr*F。(对于肖特基Trr可以实际测试) 实际使用还必须考虑实际材料的使用温度，散热条件。如果温度过高可以通过调整管子的最大电流。以何得合理的损耗及温升。 查该材料的data book: VF=0.6V Rth(j-c)=1.1/wj=Plost*Rth(j-c)=1.32 Tj=Tc+j
5、 最后实际验证温度，Tc为晶体表面测试实际温度4）稳压二极管：此类二极管在开关电源使用较普遍，对元件起过电压保护。稳压精度低，如IC的VCC，光偶的ce极等。一般是按照稳压电压选择。注其稳压精度不高要得到较精确的稳压，可以在起同侧并联电容。三极管基本知识三极管基本知识1)三极管的基本分类： 1.NPN 2.PNP2.三极管的工作区间：3.三极管的基本参数）三极管的使用： I） 三极管三种工作状态： a)饱和区 该状态，三极管发射结正偏，集电极正偏。（开关速度快，用做无触点开关 .） b)放大区 该状态，三极管发射结正偏，集电极反偏。（常用的放大器） c)截止区。 该状态下，发射接反偏。II)三
6、极管的连接方式：1）三极管的连接方式：共射极，共基极，共集电极。2）一般开关连接方式。左图是一个VCC控制线路，输出电压供IC ，及继电器使用。当光耦元件动作，Q202自举导通，供给Q201基极电流，Q201导通。输出电压等于Q201基极电压，故输出电压可以通过R202/R203，以及稳压二极管来调节。三级管的使用实例：Q管的具体作用，和使用注意事项：就本例看，设计意图在于：1）输出稳定可控制电压 Q201电压跟随，Q202/ZD201钳压输出2）速度开关 Q202工作于饱和导通，开关速度快3）足够大的驱动电流。 Q201提供足够大的驱动三极管的参数选择假如本例要求：IC 驱动要求 18V 4
7、00mA(max) Vin=25VQ202：Vbc=25/0.8=31.25V(0.8是选择的电压余量)由于Q202提供的是Q201的基极驱动电流，本身只做一个快速开关故电流选择常用的150/200mA的PNP管子就可以了。故Q202我们选择-40V 0.2AR201=7/0.1=70ohm P=7*I=0.7w 选择最相近的阻值 1W 100 J(限流电阻)Q201 Vbc选择与Q202 相同Ic=400/0.5=0.8mA （Q202需要连续供电）所以：Q201 40V 1.5A NPN Mosfet 基本知识基本知识1.Mosfet 认识： 增强和耗尽的主要区别：增强需要一个开启电压点V
8、gs 耗尽则不需要。2.Mosfet 的主要参数：1.Rds(on) 导通电阻。 （开通损耗）2.Vds 最大耐压值 （安全工作最大电压值）3.Ids 最大电流值 （与作用结温有关）4.Vgs(th) mosfet 的开启电压 （驱动电压）5.Td(on)/Td(off) 开通时间，关断时间 （开关损耗）6.Ciss/Coss 输如/输出结电容 (影响开关速度)7.Rth(j-c) 热阻8.体二极管 恢复速度慢，使用时需注意，同步整流时， 需附加快速二极管保护。 注意实际的参数的选择需要参考：Safe operating area1.元件实际的工作最大电压 2.最大的导通时间3.元件的结温确定
9、元件是否工作在安全工作区3.Mosfet soe(安全工作区)MOSFET 的驱动1）作为主要的开关器件，mosfet 的驱动，对整机的效率，EMI，系统稳 定都有很大的关系。 效率表现：元件发热过大， EMI：主频倍频处EMI异常。 系统不稳定：主频抖动，输出纹波紊乱。2）常见的驱动先路及原理分析：该线路是一个boost升压线路，R810,R812/D807,R811/ZD802 &CORE BEAD 组成了典型的驱动线路。1.开通过程：当控制IC 输出高电平时，信号通过R801对Q801节电容Ciss充电.充电时间：t=2.2R801*Ciss 2.2为由米勒效应引起的时间延时系数充电电流
10、与驱动电流：I=Ciss*dv/dt data book规格中可以查得注mosfet 为电压控制型器件，充电电流及为驱动电流。例如20N60C3 规格有：Ciss=2400pF Vdd=380V Vgs=0V/13V Id=20.7A Rg=3.6ohmTd(on)=10ns Tr=5ns Toff=67ns Tf=4.2ns若实际取R=5ohm 则有：Td(on)=11.61nsI=2400*10-12*16/11.61*10-9=3.31A从这里我们可以看到如果按照我们选取的R=2.2所需要的驱动电流很大，大的驱动电流对G-D之间的矽氧化物有极大的破坏作用，同时对驱动线路的电子元件的应力要
11、求也较大，故需要调整驱动电阻R。如选取R=5ohm则：Td(on)=2.2*5*2240*10-12/10-9=24.64ns I=2400*6*10-3/Td=588mA通过上面的实际计算，我们可以看到，驱动电阻对信号的上升速度，以及系统的EMI，效率有影响，电阻增加，开关时间增加，EMI变好，驱动元器件应力变好，mosfet的效率变差。当然，对于实际的具体情况，MOSFET 还受其它方面的影响，如多个晶体并联使用时，高频会产生震荡，故需要加CORE BEAD克服。关断时，MOSFET 的关断损耗一般很大，故需要缩短关段时间 D807就是起这样的作用 ，关断时节电容快速放电，为了对驱动的保护
12、，附加电阻R812限流，但是此时的R812不能过大。ZD802起稳压作用，同时吸收驱动尖刺波。保证驱动在最佳驱动电压。一般最佳电压（13V18V）设计实例：Vcc事例条件：输出功率为200W 效率为80min active PFC Vbuck=385V最小占空比D=0.4分析：半桥线路，可以得出，MOSFET 的最大工作电压为buck电容上的电压。 如果我们选取元件的最小余量为80%Vds=Vbuck/0.8=481 Iav=P/(*u)=0.65A Ipeak=Iav/(D*0.8)=2A 所以我们可以选定为500V 6A 的mosfet. 2)Power lost:P=Pon + PswPon=Iav2*Rds(on)=0.652*0.3=0.165WPsw=(Uon*Ton+Uoff*Toff)*F=(380*10*10-9+100*10*10-9)*1003=1.05W3)测试管子的实际温升温，结合实际电流判定是否处于安全工作区域。 4)Mosfet 驱动问题: 1.由于存在Ciss/Coss 该电容在开,关时需充,放电,所以外加驱动电阻改变 驱动特性。 2.mosfet 的基极需要接下拉电阻. 3.注意mosfet的体二极管,它的恢复速度慢,正向压降高.相关参考资料相关参考资料：1.驱动驱动2.基本理论基本理论3.前人总结前人总结谢谢！
