晶恒集团技术课堂——第一课（续1）：肖特基二极管高温可平衡性能和热设计

前面文中提到，一定要关注肖特基二极管的高温性能，晶恒技术课堂继续为大家分享，下面重点讲解两个方面内容

一、二极管高温可平衡温度的理论计算
 1、二极管的功耗
    二极管的功耗有以下几部分组成：导通损耗、反向漏电损耗、开关损耗。对于肖特基二极管，开关损耗可以忽略。
P功耗=P导通+P反向漏电
      =VF*IF+VR*IR*D
    VF和IR都是温度敏感参数，因此计算时要用实际工作温度时的数据；D是电源的占空比（二极管反向工作状态的时间比例）。另外，二极管导通的损耗按照VF*IF属于估算。
    例如：某电源是12V输入，24V输出，电流时1.4A，采用BOOST拓扑结构，使用SS54（一款SMB封装，5A、40V的肖特基二极管），在125℃时的功耗计算如下：
P=VF*IF+VR*IR*D
 =0.32V*1.4A+24V*8mA*0.5
=0.448+0.096
=0.544W

二、二极管在电源内的可平衡温度计算
    二极管在电源内，在固定使用条件下，存在一个散热性的参数RθJA（不是二极管规格书内的那个）。这个参数的定义是二极管的功耗升高1W的时候，二极管的芯片温度升高多少℃。
二极管可以热平衡的条件如下：dp/dt<1/RθJA
    设该二极管在电源里面的热阻是100℃/W。那dp/dt为0.01。也就是说升高1℃，功耗升高10mW时是二极管的可平衡温度点。结合二极管IR的实际数据，经过计算，该温度为133℃。（125℃/24V反向漏电4mA，升高10℃，大0.9倍）。
    但是，可惜的是由于二极管在电源里面的的RθJA无法知道，因此平衡点无法明确计算，只能实验确定。但是我们可以知道一个大概的规律“二极管的高温漏电小一半，可平衡温度高10℃”。
    什么参数会影响二极管的高温平衡性能？由二极管可以热平衡公式dp/dt<1/RθJA，可以知道，最终导致二极管热不平衡的是正温度系数的参数，那就是二极管的高温漏电，也由该公式知道，只有该项功耗大到一定程度才会使这个平衡点降低到整机的常见工作温度内，比如120/130或更低。结合二极管的特点，只有40/60V等肖特基二极管的漏电才有可能造成这样的后果。但是请注意一点，在一个固定的使用条件下，决定二极管高温平衡点的是反向造成的漏电功耗，但是VF会影响二极管的实际温度。

因此如果一个二极管在电源内会因为热不平衡的原因导致损坏，解决的方法可以是选择反向漏电小的，也可以选择VF小的，也可以双向努力。   

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