任何非同步直流/直流轉換器都需要一個所謂的續(xù)流二極管,。為了優(yōu)化方案的整體效率,，通常傾向于選擇低正向電壓的肖特基管,。很多設計都采用一個轉換器設計（網絡）工具推薦的二極管,。這并非總是二極管的最優(yōu)選擇。更何況,，如果設計工具不考慮熱性能和漏電流之間的動態(tài)變化,，則極有可能發(fā)生實際性能有別于設計工具的分析 或模擬出的結果。本文將探討一些在選擇正確的二極管時應仔細考慮的典型參數(shù),，以及如何應用這些參數(shù)來快速確定選型的正確與否,。

　　檢查損耗

　　圖1給出了非同步直流/直流降壓轉換器的基本框圖。D1是所需的肖特基管,。左側是開關S1閉合時（時間為T1）的電流情況,，右側是開關S1打開時（時間為T2）的電流情況。

圖1:非同步直流/直流降壓轉換器基本框圖

　　當時間為T2時,，輸出電流（Iout）流經D1.所產生的損耗與D1的正向電壓（Vfw）和輸出電流直接相關,。PT2等于Iout*Vfw.顯然，我們希望盡可能降低以控制損耗,，減少發(fā)熱,。T1期間，D1處于阻斷狀態(tài),。唯一的電流是反向電流,。此電流相對較弱，并且主要由阻斷電壓或輸入電壓Vin決定,。T1階段二極管產生的功耗,，稱為PT1,大致等于Ir*Vin.

　　對于任何肖特基二極管，在設計時都存在一個取舍,。即此設備要么針對低Vf進行優(yōu)化,，要么針對低Ir進行優(yōu)化。因此,，如果選擇低Vf,則Ir就較高,，反之 亦然。在實際應用設計時,，重要的是不僅要觀察Vf或Ir的值,，還要分析它們在實際操作中會產生什么結果。Vf和Ir都會隨溫度變化而改變,。當溫度升 高，Vf會降低,，在二極管升溫的同時降低了熱擴散,。但非常不幸的是,，Ir會隨著二極管溫度升高而增加。所以,，二極管溫度越高,，漏電流就越多，內部功耗就越 多,，這樣就使得二極管溫度更高,，從而再次增加漏電流，如此循環(huán),。

　　如果堅持采用基本的非同步直流/直流轉換器的設計案例,，不妨做一個基本 分析以確定二極管內部功耗和由此導致的設備溫度。直流/直流轉換器的運行占空比與電壓輸入輸出的比值直接相關（DC=Vout/Vin）,。電壓輸入和輸出 的比值越低,，T2的時間就越長，PT2對整個二極管的功耗影響也就越大,。反之亦然,，T1越長（或和的比值越高），PT2對總功耗的影響就越小,，PT1的作 用就越大,。

以兩個直流/直流轉換器為例，兩個都是24V輸入電壓,，但其中一個是18V輸出電壓而另一個是5V.使用Vin和Vout的比值計算得到占空比,，并且使用數(shù)據表中的Vf和Ir值計算出二極管內總功率的損失。然后根據總功耗計算出由此導致的二極管溫度,，并查找在此溫度下的Vf和Ir實際數(shù)值,。最后根據新的二極管溫度重新算出內部功耗。這個迭代過程可以重復多次以提高精確度,，但如果只想大致表明Vf和Ir的不同取舍所產生的影響,，單次迭代就足夠了。

　　設備溫度可使用描述熱性質的基本熱方程計算,，和用于描述電壓,，電流，電阻的計算并無不同,。一旦知道了設備的內部功耗（Ptot）,，就可以用它乘以結點到 環(huán)境的熱阻（Rtja），計算出設備結點處的溫度變化,。把它加上環(huán)境溫度,，就得到了該設備在此功耗和環(huán)境溫度下的最終結點溫度。

　　圖2表 示的是分析結果,。此例中的計算使用了PMEG3050BEP（優(yōu)化為低Ir）和PMEG3050EP（優(yōu)化為低Vf）二極管,。輸出電流范圍為1~3A.這 里比較了低Vf型和低Ir型二極管的溫度,。初始溫度假定為25℃。圖中同時給出了Ta（第一次傳遞溫度計算）和Tb（第二次傳遞）,。左側是5V輸出的直流 /直流轉換器的結果,，右側是18V輸出的直流/直流轉換器（兩者的輸入電壓都是24V）。計算時假定Rtja采用基本的200K/W,然后根據占空比進行 調節(jié),。肖特基二極管的數(shù)據表給出了瞬時熱效應曲線,，允許設計者根據具體的脈沖占空比（短暫脈沖電流的熱效應要優(yōu)于連續(xù)電流）決定實際的熱阻。請注意,，任何 應用中的二極管總熱阻取決于很多因素,，布局是其中較為重要的一個。

圖2:兩個直流/直流轉換器的分析結果

　　在圖2中可以發(fā)現(xiàn),，在上述兩種情況中,，在第二次溫度傳遞Tb時，低Vf的二極管開始變熱,。其中的原理是,，在電流一定的情況下，二極管因在T2時產生損耗 而變熱,。隨著二極管溫度升高,，漏電流If增加，正向電壓Vf減少,。然而,，增加的速度遠高于減少的速度。其結果就是二極管內的總功耗增加較快,。在較高的輸出 電流下PT2也較高,，使得PT1增加較快，所以在高電流下斜率較為陡峭,。

　　同樣,，從中也能看到輸入輸出電壓比的效果。左側顯示的 是5V輸出,、低占空比直流/直流轉換器,。占空比較低意味著T2較長，PT2就更多,。因此,，較多的初始熱量導致Ir增加更快，PT1更高,。最終結果就是隨著 輸出電流增加,，二極管溫度迅速上升。在較高的電流下，可以看到事實上溫度已超出了指定范圍之外,。右側顯示較高的18V輸出電壓導致更高的占空比,，從而抑制 了PT2.二極管內較少的發(fā)熱量意味著Ir增加較少,，因此,，PT1和總體溫度也都增加較少。

　　可以得出結論,，占空比越高（或者說輸出電壓和輸入電壓越接近）,，二極管的熱效應就越佳。例如,，如果如前述計算,，12V到2.5V的轉換器要比12V到5V的轉換器更能加重二極管的負擔。

　　熱逃逸

　　以上討論的隨溫度升高而增加的效應會帶來一個普遍問題,，叫作熱逃逸,。升高的溫度會導致溫度進一步升高，直到部件損壞,。因此,，強烈建議在所有設計中徹底檢查此現(xiàn)象。

　　目前常見的做法是對功耗設計進行模擬運行,?？梢允褂脴藴实哪M工具，也可使用網上常用的模擬工具,。仔細檢查熱效應是非常必要的,。對于打算使用的二極管， 極有可能所使用的工具并未采用正確的熱模型,，或者其熱參數(shù)（很可能和布局相關）與設計不相符合,。很顯然，并非每個二極管都一模一樣,，因而絕對不贊同在模擬 設計時使用“相似”的二極管,，然后假定它們的熱效應（以及潛在的電效應）也相似。雖然并非總是可行,，但在此仍然建議始終制作原型并驗證其正確效應,。