ไดโอดเป็นอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ทั่วไปที่ใช้สำหรับการแก้ไขและควบคุมแรงดันไฟฟ้าในวงจร ในระหว่างการทำงาน เนื่องจากความต่างศักย์ไฟฟ้าเฉพาะระหว่างสถานะเปิดและปิดของไดโอด จึงทำให้เกิดการสูญเสียการนำไฟฟ้าบางส่วน
โดยทั่วไปแล้วการสูญเสียเหล่านี้เรียกว่าการตกของแรงดันไฟฟ้าไปข้างหน้า และผลกระทบของปัจจัยนี้ต่อการใช้พลังงานและความเสถียรของระบบจะต้องนำมาพิจารณาในการออกแบบวงจรจริง แม้ว่าการสูญเสียการนำไฟฟ้าของไดโอดจะมีการใช้พลังงานในระดับหนึ่ง แต่ก็ไม่ได้หมายความว่าเราควรหลีกเลี่ยงการใช้อุปกรณ์นี้ ในทางกลับกัน การออกแบบวงจรที่ถูกต้องและการเพิ่มประสิทธิภาพสามารถลดการสูญเสียเหล่านี้ลงได้ จึงทำให้ได้ประสิทธิภาพของวงจรที่มีประสิทธิภาพ เสถียร และยืดหยุ่น ในการออกแบบวงจรจริง เราสามารถใช้มาตรการบางอย่างเพื่อลดการสูญเสียการนำไฟฟ้าของไดโอดได้
ประการแรก เราสามารถเลือกอุปกรณ์ไดโอดที่มีแรงดันตกต่ำ ซึ่งจะช่วยลดการใช้พลังงานที่เกิดจากแรงดันตกไปข้างหน้าได้ ประการที่สอง เราสามารถปรับเสถียรภาพและความเร็วในการตอบสนองของวงจรให้เหมาะสมได้โดยการเลือกส่วนประกอบที่เหมาะสม เช่น ตัวต้านทานและตัวเก็บประจุ เพื่อลดการสูญเสียการนำไฟฟ้าของไดโอดให้น้อยที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ พร้อมทั้งรับประกันประสิทธิภาพ
การสูญเสียการนำไฟฟ้าของ MOSFET นั้นเป็นสัดส่วนกับ RDS(ON) ในขณะที่การสูญเสียการนำไฟฟ้าของไดโอดนั้นขึ้นอยู่กับแรงดันไฟฟ้าการนำไฟฟ้าไปข้างหน้า (VF) เป็นหลัก ไดโอดมักจะมีการสูญเสียมากกว่า MOSFET และการสูญเสียการนำไฟฟ้าของไดโอดนั้นจะเป็นสัดส่วนกับกระแสการนำไฟฟ้าไปข้างหน้า VF และเวลาการนำไฟฟ้า เนื่องจากไดโอดนำไฟฟ้าเมื่อ MOSFET ปิดอยู่ การสูญเสียการนำไฟฟ้าของไดโอด (PCOND(DIODE)) จึงอยู่ที่ประมาณ PCOND(DIODE)=IDIODE(ON) × VF × (1 - D) โดยที่ IDIODE(ON) คือกระแสเฉลี่ยในช่วงเวลาการนำไฟฟ้าของไดโอด ดังแสดงในรูปที่ 2 กระแสเฉลี่ยระหว่างช่วงเวลาการนำไฟฟ้าของไดโอดคือ IOUT ดังนั้นสำหรับตัวแปลงบัค PCOND(DIODE) สามารถประมาณได้ดังนี้: PCOND(DIODE)=IOUT × VF × (1 - VOUT/VIN) ซึ่งแตกต่างจากการคำนวณกำลังไฟฟ้าของ MOSFET การใช้กระแสเฉลี่ยสามารถให้ผลการคำนวณกำลังไฟฟ้าที่แม่นยำยิ่งขึ้นได้ เนื่องจากการสูญเสียของไดโอดจะแปรผันตาม I ไม่ใช่ I2 เห็นได้ชัดว่ายิ่ง MOSFET หรือไดโอดเปิดนานขึ้น การสูญเสียการนำไฟฟ้าก็จะยิ่งมากขึ้น
สำหรับบัคคอนเวอร์เตอร์ ยิ่งแรงดันเอาต์พุตต่ำลง การสูญเสียพลังงานในไดโอดก็จะมากขึ้น เนื่องจากอยู่ในสถานะเปิดเป็นเวลานานขึ้น
หากคุณมีความสนใจในแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่ง โปรดติดต่อฉัน เราสามารถปรับแต่งแหล่งจ่ายไฟให้กับคุณได้
