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

6.2 低正向传导损耗

肖特基二极管的正向压降会增加正向传导功率损耗，需要使用散热器进行热管理，并且需要更多 PCB 空间，从而导致成本增加。理想二极管控制器使用外部 MOSFET 将正向电压降至 20 mV 或更低（具体取决于控制方案）。线性调节控制方案在大部分工作电流范围内保持 20 mV 正向电压。迟滞开/关控制可完全增强 MOSFET 以降低正向电压，且正向压降完全取决于所使用的 MOSFET。

由理想二极管控制器驱动的 MOSFET DMT6007LFG 的正向电压与肖特基二极管 STPS20M60S 的正向电压进行比较的情况如图 6-3 所示。采用线性调节方案的理想二极管控制器在负载电流 = 20mV / RDS(MIN) 及以下时可将正向电压调节到低至 20mV，而在负载电流高于 20mV / RDS(MIN) 时，正向电压完全取决于 MOSFET 的 RRD(ON)。在图 6-3 中，负载电流不高于 5.7A 时，MOSFET 的正向电压调节至 20mV，而在超过 5.7A 时，MOSFET 会得到完全增强，正向电压随着负载电流增加而升高。在 10A 负载电流下，正向压降会下降到低至 35 mV，而使用肖特基二极管的情况下为 465 mV。LM74722-Q1 理想二极管控制器可提供 13mV 的更低正向压降，进一步提高了电源效率。

GUID-B89C54CF-52FA-44B4-AE65-884F91C605CC-low.gif图 6-3 正向电压与负载电流间的关系
GUID-EE72C78B-C7D2-42E8-B11A-288EC2194689-low.gif图 6-4 功率耗散与负载电流间的关系

图 6-4 显示了肖特基二极管和理想二极管控制器之间的功率耗散比较情况。在 10A 负载电流下，DMT6005LPS-13 MOSFET 的功率耗散为 0.35W，而肖特基二极管 STPS20M60S 的功率耗散为 4.65W，因此使用理想二极管控制器和 MOSFET 时的节能可达 10 倍以上。