电源适配器应用理想二极管的尝试

2n3055

之前买到过一款电源适配器的半成品，所谓半成品，其实就是外壳没有进行超声波焊接而已

如果想用的话，需要自己想法把外壳粘上


这是它的参数，带有一个USB-A口和一个USB-C口，最大功率38W
平时充个手机充个平板什么的没问题


内核是这样的
架构是单端反激式开关电源，输出17V，然后通过DC-DC变成5V等电压共给USB口
其中，2个USB口共用17V母线，分别由自己的DC-DC电路降压输出。


今天突发奇想，这个电源适配器17V部分采用的是一个肖特基二极管进行续流
大电流下发热较大，如果把它换成一个理想二极管进行续流，效果如何呢？
于是进行试验，首先，在17V母线上接了3个串联的12V 35W射灯作为负载，
3个12V 35W射灯串联，17V供电时电流不到1.5A，正好用作测试


通电二十分钟后，用热成像测试低压侧续流二极管的温度，
80.2℃，这温度不低，如果电源满载的话，温度肯定还会更高。



说干就干，拆除原来的肖特基二极管，这里用的是一只MBR40150，
共阴极的肖特基二极管半桥。


用作替换的是理想二极管DK5V85R15ST1
说是理想二极管，实际是个结合了驱动电路的MOSFET，驱动电路通过检测电流方向控制MOSFET的导通和截止，
模拟二极管的工作，MOSFET有着极低的导通电阻，能够有效减低二极管压降造成的损耗，因此可以被视为“理想二极管”。
这是它的说明书，40A的连续电流用在这俩绰绰有余。



和原来的肖特基二极管对比，唯一不一样的是价格：
这肖特基半桥大概1大洋一个，这个理想二极管大概5大洋一个


都是TO-220绝缘封装，脚位也一样，可以原位替换


通电，还好，没有炸机短路
空载进行测试，输出电压17.37V，没有问题


继续接上同样的负载进行测试


通电二十分钟后，用热成像测量理想二极管的温度
可以看出，相较于原来的肖特基二极管，理想二极管的温升十分轻微；
现在室温是22℃，理想二极管的温度只有34.9℃，仅仅13K的温度变化。



用手触摸理想二极管，基本感受不到什么温度
注意：这种行为是绝对不提倡的，谨防烫伤和触电！！！







而此时电源高压侧的MOS和开关变压器反而成为了发热大户
这是结束测试撤除线路后的整体像
可以看出，高压侧MOS和变压器的温度依然较高



至此，试验结束，用理想二极管替代肖特基二极管后，同样负载下，二极管上的温升显著减低。
而电源工作正常，可以正常带载。应该说，确实能够降低二极管导通损耗，提高电源工作效率。
估算一下效率提高了多少呢？
DK5V85R15ST1的手册里结到环境的热阻是62.5℃/W，j鉴于原来的肖特基半桥封装与之一致，应该热阻也差不多。
之前用肖特基半桥时，元件相较于环境的温升是80.2℃-22℃=58.2K
而用理想二极管后，元件温升是34.9℃-22℃=12.9K，两者相差45.3K'
结合热阻数据，理想二极管比原来的肖特基半桥减少了约0.72W的损耗。

milk09

羡慕楼主的技术能力

但是，我要讲个笑话

为什么台风一直以女性名字来命名？
1.因为它们来的时候带来雨水和狂躁，它们走的时候会带走你的房子和车子
2.因为它们无法沟通

邪恶海盗

数码之家大佬多，这都会改，厂家用的那个是成本低还是以前只有那种发热大的？


二○二五年一月十八日

bennanhaier

这赞呀，买几个，自己用开关电源换上，效率高还升温小！就是电流小了点儿！

qrut

相当于改了个同步整流～

x067

qrut 发表于 2025-1-18 17:24
相当于改了个同步整流～

Q大神，我折腾一台车机，打算补焊AUX和TF的时候，可能把USB座子连锡了，现在车机会有脉冲声，能指明个方向吗？
方便的话移步125楼，超级感谢https://www.mydigit.cn/thread-485373-7-1.html

xxwwmm2017

又学到新知识了，谢谢楼主分享。

wpyjp

这个贴片的理想二极管我用过，但是没有成功，烧了，可能是输出电压太高24v

全利88

原电源不会是五毛钱买的吧？这牛刀有点大，哈哈。

石墨

之前理想二极管有人测试过
     
好像波纹比较大

茶壹杯

能入老兄法眼果然不错
这电源什么价买的   

xjmar

谢谢分享，长知识了。

wb6624

理想两极管还是第一次知道，谢谢楼主的分享

512330096

谢谢分享！又学习到一个新器件。

512330096

谢谢分享！又学习到一个新器件。

亚历山大

省得设计同步整流了

棒子棒

赞个，我也有个理想二极管，但和你这个不一样，买了从来没上过电，哪天翻出来试试

b26359

新元件使用、测试好贴。这对降温作出了大贡献，同时周围的电解电容因降温也延长了寿命。就是不知道是否会增大纹波？

2n3055

b26359 发表于 2025-1-18 21:10
新元件使用、测试好贴。这对降温作出了大贡献，同时周围的电解电容因降温也延长了寿命。就是不知道是否会增 ...

不知道，不过就算纹波增大了，应该也不会有太大影响，毕竟17V不是直接给负载用，而是还要经过一级DC-DC才会输出给负载。

kkdkj

謝謝分享！好贴好贴，加入淘贴。