دیود یک دستگاه نیمه هادی رایج است که عمدتاً برای یکسوسازی و تنظیم ولتاژ در مدار استفاده می شود. در حین کار، به دلیل اختلاف ولتاژ خاص بین حالت روشن و خاموش دیود، افت هدایت خاصی ایجاد می شود.
این تلفات معمولاً به عنوان افت ولتاژ پیشرو نامیده می شود و تأثیر این عامل بر مصرف انرژی و پایداری سیستم باید در طراحی واقعی مدار در نظر گرفته شود. اگرچه افت هدایت دیود مصرف خاصی دارد اما به این معنی نیست که از استفاده از این دستگاه خودداری کنیم. در مقابل، طراحی صحیح مدار و بهینه سازی می تواند این تلفات را به حداقل برساند و در نتیجه عملکرد مدار کارآمد، پایدار و انعطاف پذیر را به دست آورد. در طراحی واقعی مدار، میتوانیم اقداماتی را برای کاهش افت هدایت دیود انجام دهیم.
ابتدا میتوانیم یک دستگاه دیود با افت ولتاژ کم انتخاب کنیم که میتواند مصرف برق ناشی از افت ولتاژ رو به جلو را به حداقل برساند. ثانیاً، ما میتوانیم با انتخاب اجزای مناسب مانند مقاومتها و خازنها، پایداری و سرعت پاسخ مدار را بهینه کنیم تا در عین اطمینان از عملکرد، افت رسانایی دیود را تا حد امکان به حداقل برسانیم.
افت هدایت ماسفت با RDS(ON) متناسب است، در حالی که افت هدایت دیود تا حد زیادی به ولتاژ هدایت به جلو (VF) بستگی دارد. دیودها معمولاً تلفات بیشتری نسبت به ماسفت ها دارند و تلفات دیود متناسب با جریان رو به جلو، VF و زمان هدایت است. از آنجایی که دیود زمانی که ماسفت خاموش است هدایت می شود، افت رسانایی دیود (PCOND(DIODE)) تقریباً PCOND است. (DIODE)=IDIODE(ON) × VF × (1 - D) که در آن IDIODE(ON) میانگین جریان در طول دوره هدایت دیود است. همانطور که در شکل 2 نشان داده شده است، جریان متوسط در طول دوره هدایت دیود IOUT است، بنابراین برای یک مبدل باک، PCOND(DIODE) را می توان به صورت زیر تخمین زد: PCOND(DIODE)=IOUT × VF × ({{4) }} VOUT/VIN) برخلاف محاسبه توان ماسفت، استفاده از جریان متوسط میتواند نتیجه محاسبه توان دقیقتری را ارائه دهد، زیرا تلفات دیود متناسب با I است، نه I2. بدیهی است که هر چه مدت زمان روشن بودن ماسفت یا دیود بیشتر باشد، افت رسانایی بیشتر است.
برای مبدل باک، هرچه ولتاژ خروجی کمتر باشد، اتلاف توان در دیود بیشتر می شود، زیرا مدت زمان بیشتری در حالت روشن است.
اگر علاقه ای به منبع تغذیه سوئیچینگ دارید، لطفا با من تماس بگیرید، ما می توانیم منبع تغذیه را برای شما سفارشی کنیم.
