01

續流二極管的選型

圖 5.27 降壓型開關轉換器的電路拓撲

圖 5.27中的二極管D1，在非同步降壓型開關轉換器(Non-sync Buck Converter)電路中，當高邊開關管(High-side MOSFET)關斷時，需要此二極管為負載提供電流回路，故而稱為“續流二極管(Catch Diodes)”。同時，在非同步降壓型開關控制器(Non-sync Buck Controller)電路中，也需要此二極管為負載提供續流回路。

由“3.3.9 低邊開關管或續流二極管的瞬時電流、平均電流和有效電流”可知，非同步降壓型開關轉換器或控制器電路中續流二極管上的平均電流為 (1-D)×I_OUT ，在高邊開關管導通時需要承擔的最大反向工作電壓為VIN(max)。所以，續流二極管的選型需滿足以下條件：

1、最大反向工作電壓VRRM必須等于或大于輸入電壓VIN(max)。

通常，具有較高反向工作電壓和正向導通電流的二極管，也同時具有較大的正向導通壓降。在非同步降壓電路中，續流二極管的正向導通壓降越大，導致的功率損耗也越大，從而導致轉換效率也會越低。

所以，在多數非同步降壓電路應用中，續流二極管的反向工作電壓可以選擇等于該電路所支持的最大輸入電壓VIN(max)。

2、平均整流電流或正向導通電流IF(AV)必須等于或大于(1-D) * Iout(max)，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。更加嚴格的續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+(1/2)*ΔIL）。

3、正向導通壓降VF越小，該參數引起的功率損耗越小，電源效率越高，越好。這可以通過續流二極管正向導通功率損耗計算公式 P_D = Vf × Iout × (1-D) 看出。

4、從導通狀態到關斷狀態的切換速度越快（反向恢復時間trr越小），反向恢復損耗越小，電源效率越高，越好。這可以通過續流二極管反向恢復功率損耗計算公式 P_DRR = (1/2) * Vin * Irr * trr * Fsw 看出。

綜上所述，肖特基二極管(Schottky Barrier Diode, SBD)，因具有較小的正向導通壓降和較快的反向恢復時間，是此處續流二極管較為理想的選擇，能夠降低續流二極管上的功率損耗。

02

續流二極管選型實例

圖 5.28 TPS54561DPRT設計需求

如圖2.28所示，最大輸入電壓為60V，續流二極管上的平均電流為(1-(Vout/Vin)) * Iout = (1-(5/12)) * 5A = 2.91A，電感峰值電流理論值為 (1+r/2) * Iout = (1+0.3/2) * 5A = 5.75A。

圖 5.29 TPS54561DPRT參考電路原理圖

如圖5.29中的D1型號為Diodes Inc. PDS760-13(Diode, Schottky, 60V, 7A, 正向壓降最大值0.62V，PowerDI5)，即是肖特基二極管，可以滿足設計需求。

注：這里選擇的Diodes Inc. PDS760-13，來自于TPS54561DPRT規格書，我們也可以自行按照上述計算中的參數選擇其他的肖特基二極管作為續流二極管使用。