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MDD肖特基二極管并聯與串聯設計:如何提高電流承載能力?

MDD辰達半導體 ? 2025-04-18 09:36 ? 次閱讀

電源設計、DC-DC轉換、逆變器等高功率應用中,單顆肖特基二極管(Schottky Diode)往往無法滿足電流或電壓的需求,此時就需要通過并聯或串聯的方式來提升器件的承載能力。但由于肖特基二極管的結構特點和溫度特性,其并聯與串聯設計面臨諸多挑戰。合理的匹配與電路設計,是確保系統可靠運行的關鍵。
一、并聯設計:提高電流承載能力
并聯是提升總電流能力的常用方法,理論上,N個肖特基管并聯后,總電流能力為單顆器件的N倍。但在實際應用中,由于各器件之間的正向壓降(VF)存在差異,會導致電流分配不均。VF較低的器件先導通,承擔大部分電流,容易造成其過熱甚至損壞。
為了解決這一問題,工程師常采用以下策略:
選用同一批次、同型號的器件,確保其VF曲線一致性;
在每顆肖特基管前串聯小阻值均流電阻(如0.1Ω以下),通過電阻壓降實現電流均分;
合理布線與熱平衡設計,確保各器件受熱一致,避免某一顆因局部高溫而提前老化。
此外,還可采用封裝內部已完成并聯匹配的多芯片肖特基管,如雙肖特基封裝,簡化外部電路設計。
二、串聯設計:提高耐壓能力
當應用電壓超過單顆肖特基管的耐壓上限(例如100V或150V)時,需將多顆器件串聯以分擔總電壓。但串聯同樣存在風險,主要是反向電壓分布不均。肖特基二極管的反向漏電流大且溫度依賴性強,可能導致某顆器件承擔過多電壓,從而提前擊穿。
為此,串聯設計通常加入以下輔助措施:
并聯高阻均壓電阻(如100kΩ~1MΩ),在反向狀態下分壓均衡;
并聯反向吸收電容,緩解開關瞬態過壓;
嚴格匹配漏電流特性,使用同廠同批產品,減少個體差異。
三、實際設計建議
若整流管需承受高電流,優先考慮封裝更大、電流能力更強的器件,避免無謂并聯復雜度。若必須并聯/串聯,應充分驗證熱、電一致性與穩定性,建議在PCB上預留均流/均壓網絡,并結合熱仿真優化散熱設計。
總結來說,MDD肖特基二極管的并聯有助于擴展電流能力,串聯有助于提升耐壓能力,但都需在匹配性、熱設計及均流/均壓措施上嚴格控制。只有科學的器件組合與合理的外圍設計,才能發揮肖特基整流在高效率功率系統中的最大優勢。

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