同步Buck低侧MOS并联一颗肖特基到底有没有用?为什么额定电流可以不大?

外置肖特基的主要作用不是替代低侧MOS,而是在死区内优先承接电感电流,减少MOS体二极管的高VF导通和反向恢复参与。它通常只工作在很短的死区窗口。

· 开发问题排查

先给结论

硬件工程师先判断什么

如果同步Buck在死区期间体二极管导通明显、SW节点负压或换相损耗较高,可评估在低侧MOS两端并联肖特基。它只需要在死区承接电流,因此平均功耗可能很小,但峰值电流、低VF、布局电感和器件电容仍必须核对。

典型现象

  • 低侧MOS体二极管在每个周期死区导通,温升或效率不理想。
  • SW节点死区出现较深负压。
  • 高侧MOS开通时,低侧体二极管恢复电流导致尖峰或额外损耗。

排查顺序

  1. 测量死区长度、SW节点负压和低侧电流方向。
  2. 确认体二极管实际导通时间占整个周期的比例。
  3. 并联肖特基后比较效率、SW负压、开通尖峰和器件温升。
  4. 确保肖特基紧贴低侧MOS放置,避免回路寄生让它来不及接管。

选型必须核对

  • 峰值电感电流
  • 死区时间
  • VF
  • VRRM
  • 结电容
  • 反向漏电
  • 布局寄生
  • 重复结温

外置肖特基主要负责死区,不是负责整个续流周期

同步Buck正常导通时,低侧MOS应以较低RDS(on)承接电流。只有上下管都关断的死区内,电感电流才会被迫流经体二极管或外置肖特基。

因此外置肖特基的平均导通时间很短,平均功耗和所需平均电流额定值可以明显低于非同步Buck的主续流二极管。

为什么它能改善体二极管相关损耗

肖特基通常具有较低正向压降,并且没有传统PN结的少数载流子存储恢复,因此可以减少死区导通损耗和随后换相时的恢复电流。

但器件的结电容和布局寄生仍会参与开关过程,所以并联肖特基不是无条件提高效率。

位置不对,器件参数再好也可能接管不了电流

死区换相发生得非常快。如果肖特基离低侧MOS较远,新增走线电感会抬高它的动态阻抗,瞬态电流仍可能优先进入MOS体二极管。

验证时应同时看效率、SW负压、尖峰、温升以及高低温变化,而不是只看室温下一个效率数字。

工程问答

为什么并联肖特基可以选比输出电流小很多的额定电流?
因为它通常只在死区短时间导通,平均电流远小于输出电流;但峰值电流仍接近当时的电感电流,必须满足脉冲和热要求。
并联肖特基后一定会提高效率吗?
不一定。低死区、优秀MOS体二极管或高结电容肖特基时,收益可能很小甚至被附加电容损耗抵消。应以实测波形和效率判断。

本文为润洪电子基于公开技术参考与润洪产品资料整理的原创工程知识内容;具体额定值与项目适用性以对应润洪原始PDF和项目验证为准。