Как заменить диод Шоттки в блоке питания

Обновлено: 24.11.2024

Диоды с барьером Шоттки ROHM обеспечивают низкие значения VF и IR и высокую устойчивость к электростатическим разрядам.

Семейство продуктов

Параметрический поиск

Сверхнизкий I_R тип (212)

Сверхнизкое напряжение_F, тип (105)

Высокоэффективный тип (27)

Перейдите на myROHM, чтобы просмотреть все сохраненные элементы.

Дополнительная информация

Линейка

Диоды обычно используются в различных схемах для выпрямления и защиты. Более того, поскольку в большинстве приложений требуется более низкое энергопотребление, использование SBD, которые более эффективны, чем другие диоды, растет. Однако, если V_F снизить для повышения эффективности, I_R, который находится в обратной зависимости от V_F, станет выше. Это увеличивает риск теплового разгона, поэтому важно сбалансировать как V_F, так и I_R при выборе SBD для проектирования схемы.
В ответ компания ROHM расширила свою линейку SBD, которые сочетают в себе небольшой размер с низкими V_F и I_R характеристиками, востребованными в автомобильном секторе. Хорошо зарекомендовавшие себя на рынке серии RBR и RBQ были расширены за счет линейки компактных высоковольтных и сильноточных продуктов, которые обеспечивают выпрямление и защиту в более широком диапазоне приложений.

Серия RBR

Основные особенности

<р>1. Низкий V_F снижает потери

Серия RBR обеспечивает более низкие потери за счет снижения V_F на 25% по сравнению с обычными продуктами ROHM того же размера, при этом подавляя характеристики I_R, что находится в компромиссном соотношении с низкий V_F. Это делает их идеальными для автомобильных приложений, где требуется более высокая эффективность, а также для ноутбуков и другой бытовой электроники, где требуется большая экономия энергии.

Кроме того, размер чипа серии RBR уменьшен при сохранении производительности, что приводит к уменьшению размера корпуса и минимизации занимаемой площади. Например, замена обычного корпуса PMDU размером 3,5 мм × 1,6 мм (SOD-123FL) на новый корпус PMDE размером 2,5 мм × 1,3 мм уменьшает монтажную площадь примерно на 2,5 мм. 42%.

<р>2. В обширную линейку ROHM добавлен новый компактный пакет

Серия RBR теперь включает 12 новых продуктов в упаковке PMDE размером 2,5 мм × 1,3 мм (6 для потребительских товаров + 6 для автомобилей). Таким образом, общая линейка включает 140 продуктов (выдерживаемое напряжение 30/40/60 В, ток от 1 А до 40 А), что расширяет область применения, включая автомобильные и бытовые приложения.

Приложения

Автомобильные приложения, такие как светодиодные фары и автомобильные аксессуары.
Ноутбуки

Серия барбекю

Основные особенности

<р>1. Низкий I_R обеспечивает стабильную работу при высоких температурах

В серии RBQ используется запатентованная технология формирования барьера для достижения оптимального баланса между V_F и I_R для импульсных источников питания. В результате обратная потеря мощности снижена на 60 % по сравнению с обычными продуктами ROHM, что еще больше снижает риск теплового разгона при высоких температурах. Это делает их идеальными для автомобильных силовых агрегатов и промышленных источников питания, работающих в условиях высоких температур.

<р>2. ROHM дополняет свою линейку новыми продуктами на 100 В

Добавление 12 новых продуктов на 100 В (6 для потребительских товаров + 6 для автомобилей) в серию RBQ доводит общее количество до 38 продуктов, состоящих как из катодных катодов с общим, так и с одинарным катодом, с выдерживаемым напряжением 45 В/65 В/100 В и от 10 до 30 А. текущий.

Приложения

Промышленные блоки питания
Аудио
Ноутбуки
xEV
ЭБУ двигателя
Вторичное выпрямление в цепях переменного/постоянного и постоянного/постоянного тока

Серия RBxx8

Основные особенности

Ожидается, что SBD с превосходной эффективностью заменят обычные выпрямительные диоды и FRD в автомобильных источниках питания, подверженных воздействию высоких температур.Однако одним из недостатков SBD является ухудшение характеристик I_R при более высоких рабочих температурах, что может привести к тепловому разгону, что требует продуктов, обеспечивающих стабильную работу при более высоких температурах.
В серии RBxx8 используется барьерный металл, оптимизированный для работы при высоких температурах, что значительно улучшает характеристики I_R (что, возможно, является самой важной проблемой при использовании SBD в автомобильных источниках питания). Это обеспечивает безопасную работу при высоких температурах в автомобильном и промышленном оборудовании, исключая возможность теплового разгона.

<р>1. Замена FRD снижает энергопотребление приложения

Сверхнизкий I_R позволяет ROHM достигать высокого выдерживаемого напряжения 200 В. Это позволяет заменить FRD на 200 В, используемые в автомобильных системах, высокоэффективными SBD. Таким образом, серия RBxx8BM/NS200 снижает характеристики V_F на 11 % по сравнению с обычными FRD, что способствует снижению потерь мощности в приложениях.

2.Низкое тепловыделение позволяет уменьшить размер упаковки, что способствует большей экономии места в различных приложениях

Уменьшение V_F сводит к минимуму тепловыделение, позволяет пользователям использовать на один меньший размер упаковки по сравнению с обычными решениями. В настоящее время ROHM разрабатывает блоки средней мощности и планирует уменьшить монтажную площадь на 71 % за счет замены FRD размером 5,9 мм × 6,9 мм компактными изделиями размером 2,5 мм × 4,7 мм.

Этот 24-дюймовый светодиодный телевизор Innovex поступил с жалобой на отсутствие питания. К вашему сведению, симптом отсутствия питания может быть вызван первичной или вторичной стороной источника питания или даже обеими сторонами. Очевидно, первое, что нужно проверить, это главный предохранитель, и он оказался исправным.

Поскольку главный предохранитель был исправен, мне нужно включить питание и проверить вторичную сторону, чтобы увидеть, есть ли какое-либо постоянное напряжение, и оно было полностью нулевым.

Ниже приведены фотографии блока питания и основной платы, а также фотография счетчика, показывающего нулевое напряжение при проверке на вторичной стороне.

Прежде чем продолжить проверку других компонентов блока питания, я заметил сухие соединения на контактах трансформатора.

Я нанес на эти соединения свежий припой и включил питание, но результат остался прежним.

Я начал проверять компоненты на вторичной стороне, прежде чем проверять первичную сторону, и я не ожидал, что один из трехвыводных диодов Шоттки покажет короткое замыкание на плате. Я вынул диод и проверил его вне платы, и он все еще был закорочен.

Номер по каталогу диода Шоттки был MBRF10200CT, и вы можете проверить его на следующей фотографии. Ремонт телевизора производился заменой только диода Шоттки и двух фильтрующих конденсаторов.

Нажмите на фотографию выше, чтобы прочитать техническое описание диода Шоттки MBRF10200CT

Вывод. Предположим, что после замены диода Шоттки питание по-прежнему не включается, думаю, мне нужно проверить первичную часть, например, чтобы увидеть, есть ли VCC на силовой ИС, заменить силовую ИС, проверьте мощность FET и т. д. На самом деле устранение неполадок импульсных источников питания бытовой электроники (SMPS) не так сложно, если вы могли бы следовать пути Джестина Йонга, где он задокументировал простые способы устранения неполадок SMPS в своей электронной книге здесь.

Эта статья была подготовлена для вас Сурангой Бандарой, владельцем мастерской по ремонту электроники в Анурадапуре, Шри-Ланка.

Пожалуйста, поддержите нас, нажав на социальные кнопки ниже. Ваши отзывы о публикации приветствуются. Пожалуйста, оставьте это в комментариях. Если у вас есть статьи по ремонту электроники, которыми вы можете поделиться с нами, свяжитесь с нами ЗДЕСЬ.

Привет!
Я читал о диодах Шоттки, и они очень интересны.
Что приятно, так это их скорость и, наверное, более низкий уровень шума (это то, что меня интересует гораздо больше).
Интересно, может ли замена существующих обычных диодов в выпрямительном мосту блока питания на диоды Шоттки дать преимущества с точки зрения шума,
при прочих равных условиях, конечно.
Кроме того, какие могут быть возможные недостатки?
Применение низковольтное маломощное.

Большое спасибо за любой добрый совет.

С уважением, Джино

Дополнительные параметры

ЭндрюТ

Дополнительные параметры

Во-первых, вы должны выяснить, не является ли накопленный заряд в диодах выпрямителя источником вашего шума. Нет смысла исправлять неправильную проблему.

Дополнительные параметры

джинетто61

Член

Привет и большое спасибо за очень добрый и полезный совет.
Позвольте мне немного перефразировать вопрос.
Я понимаю, что "естественным местом" для Шоттки являются SMPS.

Вопрос: какая марка и модель выпрямительных диодов будет лучшим выбором для линейного БП очень высокого качества?

В основном меня интересуют линейные PS. На данный момент.
Еще раз большое спасибо, Джино

Дополнительные параметры

ЭндрюТ

Нет.
правильное место для конкретного выпрямителя там, где подходит его обязанность.

Шотки очень хороши на высоких частотах, но плохо на большинстве остальных.

Дополнительные параметры

бамбаду

Член

Дополнительные параметры

джинетто61

Член

Нет. правильное место для конкретного выпрямителя там, где подходит его обязанность.
Schottky очень хороши на высоких частотах, но довольно плохи на большинстве остальных частот.

Привет и еще раз спасибо.
У меня есть основной вопрос. спектр шума, генерируемого мостом Шоттки, будет отличаться от спектра шума с обычными диодами?
потому что это мое понимание. Что Шоттки по своей природе менее шумные, чем обычные диоды, но я мог неправильно понять.
Обычные диоды должны генерировать больше ВЧ-шума из-за своей природы.
Вы видите. меньше генерируемого шума меньше необходимость фильтрации.
Блок питания должен блокировать входящий шум и не должен создавать другие шумы.
Я понимаю, что правильный выбор деталей может сделать фильтрацию менее критической и менее сложной.
Например, если я могу блокировать часть шума в трансформаторе, мне не нужно будет добавлять сетевой фильтр.
Еще раз спасибо, Джино

Как и другие диоды, диод Шоттки управляет направлением тока в цепи. Эти устройства действуют как улицы с односторонним движением в мире электроники, пропуская ток только от анода к катоду. Однако, в отличие от стандартных диодов, диод Шоттки известен своим низким прямым напряжением и способностью быстрого переключения. Это делает их идеальным выбором для радиочастотных приложений и любых устройств с низкими требованиями к напряжению. Диод Шоттки можно использовать по-разному, в том числе:

Выпрямление мощности. Диоды Шоттки могут использоваться в приложениях большой мощности благодаря низкому падению прямого напряжения. Эти диоды потребляют меньше энергии и могут уменьшить размер радиатора.

Несколько источников питания. Диоды Шоттки также могут помочь разделить питание в конфигурации с двумя источниками питания, например, с блоком питания и аккумулятором.

Солнечные батареи. Диоды Шоттки могут помочь максимизировать эффективность солнечных элементов благодаря низкому падению напряжения в прямом направлении. Они также помогают защитить аккумулятор от обратного заряда.

Зажим . Диоды Шоттки также можно использовать в качестве ограничителя в транзисторной схеме, например, в логических схемах 74LS или 74S.

Преимущества и недостатки диода Шоттки

Одним из основных преимуществ использования диода Шоттки по сравнению с обычным диодом является низкое прямое падение напряжения. Это позволяет диоду Шоттки потреблять меньшее напряжение, чем стандартный диод, используя всего 0,3-0,4 В на переходах. На графике ниже видно, что прямое падение напряжения примерно на 0,3 В начинает значительно увеличивать ток в диоде Шоттки. Это увеличение тока не вступит в силу до 0,6 В для стандартного диода.

На изображениях ниже показаны две схемы, иллюстрирующие преимущества меньшего падения напряжения в прямом направлении. Схема слева содержит обычный диод, справа — диод Шоттки. Оба питаются от источника постоянного тока 2 В.

Обычный диод потребляет 0,7 В, для питания нагрузки остается всего 1,3 В. Благодаря более низкому падению прямого напряжения диод Шоттки потребляет всего 0,3 В, оставляя 1,7 В для питания нагрузки. Если бы нашей нагрузке требовалось 1,5 В, то для этой работы подошел бы только диод Шоттки.

К другим преимуществам использования диода Шоттки по сравнению с обычным диодом относятся:

Более быстрое восстановление. Небольшой заряд диода Шоттки делает его идеальным для высокоскоростных переключений.
Меньше шума. Диод Шоттки производит меньше нежелательных шумов, чем обычный диод с p-n переходом.
Улучшенная производительность. Диод Шоттки потребляет меньше энергии и может легко соответствовать требованиям низковольтных приложений.

Диоды Шоттки имеют некоторые недостатки, о которых следует помнить. Диод Шоттки с обратным смещением будет испытывать более высокий уровень обратного тока, чем традиционный диод. Это приведет к большему току утечки при обратном подключении.

Диоды Шоттки также имеют более низкое максимальное обратное напряжение, чем стандартные диоды, обычно 50 В или меньше. Как только это значение будет превышено, диод Шоттки выйдет из строя и начнет проводить большой ток в обратном направлении. Однако даже до достижения этого обратного значения диод Шоттки по-прежнему будет пропускать небольшой ток, как и любой другой диод.

Как работает диод Шоттки

Обычный диод объединяет полупроводники p-типа и n-типа, образуя p-n-переход. В диоде Шоттки металл заменяет полупроводник p-типа. Этот металл может варьироваться от платины до вольфрама, молибдена, золота и т. д.

Когда металл соединяется с полупроводником n-типа, образуется переход m-s. Это соединение называется барьером Шоттки. Поведение барьера Шоттки будет различаться в зависимости от того, находится ли диод в несмещенном, прямом или обратном смещении.

Беспристрастное состояние

В несмещенном состоянии свободные электроны будут перемещаться из полупроводника n-типа в металл, чтобы установить баланс. Этот поток электронов создал барьер Шоттки, где встречаются отрицательные и положительные ионы. Свободным электронам потребуется больше подводимой энергии, чем их встроенное напряжение, чтобы преодолеть этот барьер.

Состояние смещенного вперед

Подключение положительной клеммы батареи к металлу, а отрицательной клеммы к полупроводнику n-типа создаст состояние с прямым смещением. В этом состоянии электроны могут пересечь переход от n-типа к металлу, если приложенное напряжение больше 0,2 вольта. Это приводит к протеканию тока, типичному для большинства диодов.

Обратное смещение

Подключение отрицательной клеммы батареи к металлу, а положительной клеммы к полупроводнику n-типа создаст состояние с обратным смещением. Это состояние расширяет барьер Шоттки и препятствует прохождению электрического тока. Однако, если обратное напряжение смещения продолжает расти, это может в конечном итоге разрушить барьер. Это позволит току течь в обратном направлении и может повредить компонент.

Производство и параметры диода Шоттки

Существует множество способов изготовления диода Шоттки. Самый простой способ — соединить металлическую проволоку с поверхностью полупроводника, что называется точечным контактом. Некоторые диоды Шоттки все еще производятся с использованием этого метода, но его надежность не известна.

Самый популярный метод — использование вакуума для осаждения металла на поверхность полупроводника. Этот метод представляет собой проблему разрушения металлических кромок из-за воздействия электрических полей вокруг полупроводниковой пластины. Чтобы исправить это, производители защищают полупроводниковую пластину оксидным защитным кольцом.Добавление этого защитного кольца помогает повысить порог обратного пробоя и предотвращает физическое разрушение соединения.

Параметры диода Шоттки

Ниже вы найдете список параметров, которые следует учитывать при выборе диода Шоттки для вашего следующего электронного проекта:

Примеры диода Шоттки

Полезно посмотреть, как эти параметры обычно указаны на веб-сайте производителя или в техническом описании. Вот два примера:

Диод Шоттки 1N5711 — это сверхбыстродействующий переключающий диод с высокой степенью обратного пробоя, низким падением прямого напряжения и защитным кольцом для защиты перехода.

Диод Шоттки 1N5828 – это диод на шпильках, используемый для выпрямления электроэнергии.

Контролируйте поток

Планируете работать над радиочастотным или энергетическим приложением, требующим работы при низком напряжении? Диоды Шоттки - это то, что нужно! Эти диоды хорошо известны своим малым падением прямого напряжения и высокой скоростью переключения. Независимо от того, используются ли они в солнечных элементах или выпрямителях энергии, вы не сможете превзойти низкое падение напряжения 0,3 В и дополнительную эффективность. Autodesk EAGLE уже включает в себя множество бесплатных библиотек диодов Шоттки, готовых к использованию. Нет необходимости делать свой собственный. Загрузите Autodesk EAGLE бесплатно уже сегодня!

Читайте также: