Перейти к содержанию

Какой диод Шоттки поставить в понижающий DC-DC преобразователь?

Обновлено Редакция GAW

Когда ключ понижающего преобразователя закрывается, ток дросселя продолжает течь через диод от земли к выходу. Поэтому диод работает с тем же током, что и дроссель, но только в течение паузы, а в момент открывания ключа к нему прикладывается всё входное напряжение.

Средний ток и мощность

По TI SLVA477C (ур. 7 и 8), с коэффициентом заполнения D ≈ Uвых/Uвх:

IF=Iвых⋅(1−D),PD=IF⋅UFI_F = I_\text{вых} \cdot (1 - D), \qquad P_D = I_F \cdot U_F

Наш расчёт для выхода 5 В, 3 А и диода с падением 0,5 В (как у SS34 при 3 А по даташиту Vishay), без учёта КПД:

ВходDСредний ток диодаМощностьОбратное напряжение не ниже
12 В0,421,75 А0,9 Вт15 В
24 В0,212,4 А1,2 Вт30 В

Чем больше разница входного и выходного напряжения, тем дольше открыт диод и тем сильнее он греется.

Правила выбора

  1. Обратное напряжение — не меньше 1,25 наибольшего входного (TI, LM2596). Для 24 В нужен диод на 40 В: SS34, а не SS33 на 30 В — у SS33 запас был бы ровно впритык.
  2. Ток — выше среднего тока из таблицы. TI для LM2596 требует не меньше 1,3 тока нагрузки, а если выход должен выдерживать длительное замыкание, — не меньше предела тока микросхемы: при замыкании D близок к нулю и через диод идёт почти весь ток.
  3. Быстрый — Шоттки или ультрабыстрый с малым временем восстановления.
  4. Близко к микросхеме на коротких широких проводниках: диод входит в петлю импульсного тока.

Подходящие диоды на 1–3 А сравнивает карточка SS14–SS34, а дроссель и конденсаторы для той же схемы считает калькулятор DC-DC. Как работает схема в целом — в статье «Понижающий преобразователь».

Похожие вопросы

Можно ли поставить 1N4007 вместо диода Шоттки?

Нет. TI в даташите LM2596 прямо запрещает медленные выпрямители серии 1N5400, а 1N4001–1N4007 — такие же диоды общего назначения для сетевых выпрямителей. На частоте преобразователя они не успевают закрываться и сильно греются.

Почему диод Шоттки в DC-DC горячий?

Он рассеивает IF · VF: по нашему расчёту для 24 → 5 В при 3 А средний ток около 2,4 А, и диоду с падением 0,5 В достаётся около 1,2 Вт. Это много для корпуса SMC без медного полигона; при большой разнице входа и выхода выгоднее синхронный преобразователь.

Нужен ли внешний диод синхронному преобразователю?

Нет: в синхронном преобразователе вместо диода работает второй ключ внутри микросхемы. TI отмечает, что формулы расчёта силовой части для него те же, кроме потерь диода.

Источники

  1. Texas Instruments. SLVA477C: Basic Calculation of a Buck Converter's Power Stage (revised September 2026) — ур. 1 — коэффициент заполнения; разд. 4 Rectifier Diode Selection: диоды Шоттки для снижения потерь, средний ток IF = IOUT(max) · (1 − D) (ур. 7), мощность PD = IF · VF (ур. 8), пиковый ток у Шоттки много больше среднего; в синхронных преобразователях диод заменён ключом, и формула потерь диода не применяется
  2. Texas Instruments. LM2596 SIMPLE SWITCHER Power Converter 150-kHz 3-A Step-Down Voltage Regulator (SNVS124G, revised March 2023) — разд. 9.1.4 Catch Diode — быстрый диод рядом с микросхемой на коротких проводниках, Шоттки лучше всего при выходе 5 В и ниже, выпрямители серии 1N5400 слишком медленные и не должны применяться; разд. 9.2.1.2.4 — ток диода не меньше 1,3 максимального тока нагрузки, при длительном замыкании выхода — равный пределу тока LM2596; обратное напряжение не меньше 1,25 максимального входного
  3. Vishay. SS32, SS33, SS34, SS35, SS36 Surface-Mount Schottky Barrier Rectifiers (Document Number 88751, revision 23-Apr-2020) — IF(AV) 3,0 А; VRRM 20–60 В; наибольшее прямое напряжение при 3,0 А — 0,5 В (SS32–SS34) и 0,75 В (SS35, SS36)
  4. Vishay. 1N5400 thru 1N5408 General Purpose Plastic Rectifier (Document Number 88516) — выпрямитель общего назначения для блоков питания

Нашли ошибку?

Смотрите также