高损耗整流二极管自冷散热铝基板方案

车载DC/DC方案以PSFB的方案居多，小功率也有单管正激双路交错以及有源钳位正激方案。A0、A00级的车，类似于北汽EC180, 众泰芝麻，五菱的神车. DC/DC的功率等级一般从600W到1500W，14V输出42A~107A，DC电源作为给汽车铅酸电池补电，以及车载面板与系统控制用电。

根据整车的电压平台不同，低压系统分为144V，108V等级。144V等级具体电压范围是110V~170V, 108V电压等级为65V~110V。DC/DC一次侧二次侧电流均比较大，而且出于成本考虑，基本采用单级方案。PSFB是最佳方案，但是一次侧电流较大，增益丢失比较严重。

关于整流方案，采用同步整流还是二极管整流，如果现在让我来选择，肯定毫无疑问选择二极管整流。但是初入行业，本想以技术撼动商业，只能说太年轻。低压肖特基二极管，100V,150V,200V的肖特基二极管，便宜的怀疑人生。20世纪末开始，台系半导体在desktop行业的积累，ATX电源的需求，对于这种肖特基二极管或者MOS工艺的Low VF二极管，性价比极好。损耗上与平均电流直接关联，RMS电流影响较小，比较适合宽范围输入的变换器。

但是，对于肖特基二极管，其反向漏电流Ir需要注意。虽然其标称可以达到，Tj=175,但此时的Ir等级已经很可观。即超过一定温度之后，肖特基二极管会形成一个正反馈，最终Run Away。如图1所示，60A/100V肖特基，PTR60L100CTB的Ir Vs Tj曲线，其Tj 100℃时，Ir≈1mA，Tj温度＞100℃时，其Ir迅速增加，即温度越高，损耗越大，正反馈。叽叽喳喳说了这么多，本质上对于低压大电流的方案，采用二极管整流就是一个热设计的挑战，二极管的Vf的负温度系数特性，均热设计尤为重要。

车载应用，其散热是靠压铸外壳进行自冷散热，即拥有一个相对比较大的散热器，且压住外壳是DC/DC 输出的负端（整车车架）。将所有二极管使用铝基板进行并联，如图2所示单边4个二极管并联，采用导热系数3W铝基板，TO-263的PIN,PIN2作为GND，最终通过螺栓锁至外壳，同时连接FR4 PCB 板。组装也比较方便，从下到上依次为外壳，整流二极管铝基板，MB。

图1 肖特基二极管反向漏电流 Ir Vs Tj

图2 整流二极管铝基板散热

对于电源设计，功率密度和热设计，永远相辅相成。此铝基板散热，低成本二极管整流方案是比较优的选择，直接将铝基板通过硅脂压接到散热器或者机壳。第一可以解决成本问题；第二可以解决热肖特基二极管均流问题；第三可以简化生产流程。所有产品设计，最终均会归一至生产和供应链上。