配置背光的一種標準方法是使用兩個(gè)分立式器件： 一個(gè)采用DPAK封裝的100 V MOSFET，以及一個(gè)同樣采用DPAK封裝的100 V肖特基二極管。LED背光單元中，肖特基二極管的高漏電流可能會(huì )造成一些問(wèn)題，尤其在較高溫度下。某些客戶(hù)曾遇到量產(chǎn)時(shí)肖特基二極管出現泄漏故障的問(wèn)題。改善泄漏故障的一種方法是將肖特基二極管的額定電壓從100 V增加到120 V，但系統溫度較高時(shí)，漏電流依然是個(gè)問(wèn)題。
飛兆半導體的設計團隊開(kāi)發(fā)了一種替代方法，即采用100 V BoostPak解決方案。BoostPak系列（圖1）在單封裝內集成兩個(gè)器件： 一個(gè)100 V MOSFET和一個(gè)150 V NP二極管。
圖1. BoostPak在單封裝內集成100 V MOSFET和150 V NP二極管
BoostPak系列采用5引腳DPAK單封裝。N溝道MOSFET針對最大程度降低導通電阻并保持出色的開(kāi)關(guān)性能而設計。NP二極管為超快速整流器，帶低正向導通壓降，具有出色的開(kāi)關(guān)性能。相比肖特基二極管，它具有低得多的漏電流，在高溫應用中提供更高的系統可靠性。
相比雙分立器件解決方案，BoostPak方案的尺寸更小，可節省多達20mm2的PCB空間。使用單封裝而非兩個(gè)封裝還意味著(zhù)裝配更方便、系統成本更低。
BoostPak系列提供兩種版本，一種額定輸出功率為25 W，另一種額定值為40 W。表1列出詳細信息。
表1. BoostPak裝配規格
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更高溫度下的性能更佳
我們想要知道NP二極管的漏電流到底有多低，因此我們進(jìn)行了一些測試。測試結果如圖2所示
圖2：二極管漏電流比較
與100 V、5A肖特基二極管相比，150 V、5 A BoostPak系列NP二極管在所有條件下的額定漏電流值低得多，但兩者在高溫下差別極大。隨著(zhù)溫度上升，肖特基二極管的漏電流以極快的速度增加，而相比之下NP二極管的漏電流依然較低。
BoostPak系列的NP二極管采用絕佳的生命周期控制工藝制成，以實(shí)現極快速的反向恢復時(shí)間和合理的正向壓降（VF（典型值）： 0.9 V，條件為 IF=5 A、TJ=100 度）
圖3：對反向恢復時(shí)間進(jìn)行了比較
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實(shí)際設計
下一步，我們將驗證BoostPak系列能夠在實(shí)際設計中限制漏電流，因此我們開(kāi)發(fā)了一款評估板，并在多種條件下進(jìn)行測試。圖4為基本設計，BoostPak系列高亮顯示。
圖4. LED背光中的BoostPak
該設計針對35 W升壓拓撲，使用連續電流模式(CCM)操作。輸入電壓范圍為20.4 V至27.6 V，采用單通道直流輸出，恒定電流值為640 mA (55 V)。我們采用BoostPak系列的FDD8500N10LD版本。
在CCM操作期間，二極管反向恢復電流增加MOSFET的導通損耗。NP二極管提供低反向恢復電流，對MOSFET的影響更小。
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測試溫度與EMI
我們在設計BoostPak產(chǎn)品時(shí)，牢記兩個(gè)目標。首先，我們希望將器件殼的工作溫度保持在65℃以下。其次，我們希望滿(mǎn)足電磁干擾(EMI)的通用規格，將EMI保持在CISPR22 B類(lèi)標準規定的限值以下。
我們測量了飽和溫度。如表2所示，在24 V輸入電壓(VIN)的情況下，BoostPak系列溫度保持在61.5℃，低于65℃的目標。
表2. VOUT= 55V (35W)時(shí)的測試結果
接著(zhù)，我們通過(guò)檢查五串LED負載時(shí)的輻射量，測試EMI。圖5顯示VIN為24V時(shí)的結果。
圖5. 輻射量： VIN= 24 V
在30 MHz至1000 MHz的子頻率范圍內，輻射量遠低于CISPR22 B類(lèi)的額定限值。
結論
測試結果顯示飛兆半導體的BoostPak系列（以單個(gè)100 V BoostPak替代100 V MOSFET和100 V肖特基二極管）低漏電流二極管滿(mǎn)足工作溫度下必須的性能和EMI要求。同時(shí)，使用BoostPak系列可讓設計的尺寸更小、更緊湊，并且更易于組裝。在成本競爭型應用中，如屏幕尺寸小于40英寸的LED電視機，這些優(yōu)勢可讓產(chǎn)品脫穎而出。BoostPak方法還可節省其他應用的成本，比如LED照明系統和升壓/降壓操作DC-DC轉換器。
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