ZHCAB91B February   2021  – October 2021 LM5050-1 , LM5050-2 , LM5051 , LM66100 , LM74202-Q1 , LM74500-Q1 , LM74610-Q1 , LM74700-Q1 , LM74720-Q1 , LM74721-Q1 , LM74722-Q1 , LM7480-Q1 , LM7481-Q1 , LM76202-Q1 , SM74611 , TPS2410 , TPS2411 , TPS2412 , TPS2413 , TPS2419

 

  1. 1 理想二极管基础知识
    1.     商标
  2. 1 引言
  3. 2 电池反向保护
    1. 2.1 采用肖特基二极管实现电池反向保护
  4. 3 ORing 电源
  5. 4 采用 MOSFET 实现电池反向保护
    1. 4.1 采用 P 沟道 MOSFET 实现电池反向保护
    2. 4.2 输入短路和电源中断
    3. 4.3 线路干扰期间的二极管整流
    4. 4.4 采用 N 沟道 MOSFET 实现电池反向保护
  6. 5 反极性保护与反向电流阻断
    1. 5.1 反极性保护控制器与理想二极管控制器
    2. 5.2 基于 P 沟道和反极性保护控制器的解决方案的性能比较
  7. 6 什么是理想二极管控制器？
    1. 6.1 线性调节控制与迟滞开/关控制
    2. 6.2 低正向传导损耗
    3. 6.3 快速反向恢复
    4. 6.4 超低关断电流
    5. 6.5 快速负载瞬态响应
    6. 6.6 理想二极管控制器的其他特性
      1. 6.6.1 背对背 FET 驱动理想二极管控制器
      2. 6.6.2 超低静态电流
      3. 6.6.3 无 TVS 运行
  8. 7 使用理想二极管控制器实现汽车瞬态保护
    1. 7.1 LM74700-Q1 与 N 沟道 MOSFET
    2. 7.2 静态反极性
    3. 7.3 动态反极性
    4. 7.4 输入微短路
    5. 7.5 通过二极管对电源线路干扰进行整流
  9. 8 采用理想二极管控制器的 ORing 电源
  10. 9 集成式理想二极管解决方案
  11. 10总结
  12. 11参考文献
  13. 12修订历史记录

4.1 采用 P 沟道 MOSFET 实现电池反向保护

肖特基二极管可以替换为 P 沟道 MOSFET 以提供电池反向保护，如图 4-1 所示。为了降低二极管的正向压降，可以将肖特基二极管替换为 P 沟道 MOSFET，并使其体二极管与肖特基二极管的方向相同。在电池正常工作期间，MOSFET 的体二极管将被正向偏置，并导通很短的时间，直到栅极电压被拉至源极以下时会将 MOSFET 导通。当电池极性反转时，栅源电压变为正电压，并将 MOSFET 关断，从而保护下游电路免受负电压的影响。

GUID-3557C8C7-3C4D-4CDC-B5C5-60ED1B552220-low.gif图 4-1 采用 P 沟道 MOSFET 实现电池反向保护

在输入快速由正变负的动态反极性期间，在栅源电压变为正电压而导致输入开始变为负时，P 沟道 MOSFET 将关断。还需要注意，输出也将接近或低于系统接地的二极管压降，并保护下游直流/直流转换器免受负电压的影响。由于这种 P 沟道 MOSFET 保护功能不会阻止反向电流流回输入端，保持电容器将放电。可以添加一个额外的电路来检测输入和输出之间的电压差，并在输入低于输出时关断 MOSFET，但需要增加成本和布板空间。

在图 4-3 中，当发生输入从 12V 快速变为 -20V 的动态反极性条件时，P 沟道 MOSFET 电路会保护输出免受这种情况的影响。在初始反向电压持续 50 µs 后，输出仍然免受负电压的影响。请注意，由于缺少反向电流阻断功能，输出将完全放电，并且所有保持电容器都会放电。

GUID-0E18041A-8B4A-4B0E-A3DA-BCE4F09F7DF3-low.gif图 4-2 动态反极性 - 肖特基二极管
GUID-20B26590-0F99-493B-9078-FBB2333C5E54-low.gif图 4-3 动态反极性 - P 沟道 MOSFET