在電源系統(tǒng)中,通常需要設(shè)計(jì)防反接保護(hù),以防止現(xiàn)場(chǎng)電源接線錯(cuò)誤導(dǎo)致的短路大電流燒毀元器件的情況出現(xiàn)。在防反接保護(hù)電路中,大多數(shù)設(shè)計(jì)采用二極管或PMOS管的方案,如下圖所示。
肖特基二極管防反接保護(hù)電路
①主要工作原理:利用二極管的單向?qū)щ娦?,正向?qū)?,反向截止。?dāng)電源反接時(shí),二極管不導(dǎo)通,不會(huì)損壞任何器件
②優(yōu)點(diǎn):電路簡(jiǎn)單,成本低,占用空間少。
③缺點(diǎn):二極管PN結(jié)在導(dǎo)通時(shí),會(huì)存在一定的壓降,一般在0.7V左右(主要根據(jù)選型的二極管參數(shù)決定),在大電流電路中會(huì)導(dǎo)致較高的能量損耗以及溫升,需要考慮散熱成本以及元器件選型等問題。
PMOS防反保護(hù)電路
①主要工作原理:上電瞬間,PMOS管的寄生二極管導(dǎo)通,系統(tǒng)形成回路,源極S的電位大約為Vbat-0.7V,而柵極G的電位為0,PMOS管的開啟電壓極為:Vgs=-(Vbat-0.7)<-Vgs(th),所以PMOS導(dǎo)通,系統(tǒng)通過PMOS導(dǎo)通形成回路,若電源接反,PMOS的導(dǎo)通電壓大于0,PMOS關(guān)斷,寄生二極管反向截止,電路是斷開的,從而形成保護(hù)。 ②優(yōu)點(diǎn):正向?qū)〞r(shí),PMOS相對(duì)二極管壓降較小,損耗和溫升較低。 ③缺點(diǎn):PMOS載流子是空穴,同樣導(dǎo)通電流芯片die size較大,成本價(jià)格較高,可選的參數(shù)規(guī)格相對(duì)NMOS較少,而且需要搭建電阻和穩(wěn)壓管等外圍元器件配合,也會(huì)影響整體的待機(jī)功耗。
基于華太理想二極管控制器的防范保護(hù)電路
N型MOSFET成本低,可選擇型號(hào)多,但是VGS電壓超過閾值才能開啟,需要升壓電路才能實(shí)現(xiàn),使用專用理想二極管產(chǎn)品或者理想二極管控制器,可以實(shí)現(xiàn)N型MOSFET的驅(qū)動(dòng)。針對(duì)于肖特基二極管的替換,在不改變?cè)?a href="http://hljzzgx.com/v/tag/1751/" target="_blank">硬件設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上,可以實(shí)現(xiàn)更低的壓降,更低損耗,有效降低系統(tǒng)溫度。
華太理想二極管控制器具有超低工作靜態(tài)電流、超低反向漏電流、超低正向壓降(與MOS Rds有關(guān))和快速反向電流響應(yīng)等重要特性,因此能夠在各種應(yīng)用中仿真理想二極管。華太公司理想二極管產(chǎn)品具有內(nèi)部電荷泵,可在正常工作期間充分驅(qū)動(dòng) MOSFET 柵極電平高于源極使MOSFET在正向?qū)?,正向壓降和功率耗散將顯著降低,并在檢測(cè)到反向電流時(shí)關(guān)斷MOSEFT,從而讓 MOSFET 寄生二極管完全阻斷反向直流電流。
華太的理想二極管系列產(chǎn)品主要有兩種封裝形態(tài),分別是
①M(fèi)SOP8控制器型,可以外接MOSFET實(shí)現(xiàn)最大100V 電壓防反接、防倒灌保護(hù)電路設(shè)計(jì)
②TO-263型,提供 100V-25A (HAD0230), 40V-40A (HAD0140), 40V-30A (HAD0130) 三個(gè)產(chǎn)品,內(nèi)部集成了驅(qū)動(dòng)器和N型MOSFET, 可以實(shí)現(xiàn)肖特基二極管的原位替換。 華太理想二極管產(chǎn)品在Oring中的應(yīng)用示例:
如上圖所示,當(dāng)兩個(gè)電池包進(jìn)行并包的時(shí)候,電池包充電和放電通路的理想二極管可以防止被其它的電池包充電或者放電帶來環(huán)流問題,尤其是電壓高的電池包向電壓低的電池包發(fā)生倒灌等問題。相對(duì)于肖特基二極管具有反向漏電低,正向?qū)妷盒?,能量損耗低等特點(diǎn)。
以下為華太理想二極管模組 VS 二極管 / PMOS 綜合測(cè)試對(duì)比
(1)華太理想二極管模組 VS 二極管/ PMOS- 溫升測(cè)試對(duì)比
(2)華太理想二極管模組 VS PMOS- 功率損耗對(duì)比
(3)華太理想二極管模組 VS PMOS- 導(dǎo)通正向壓降對(duì)比
綜上所述,華太理想二極管模組產(chǎn)品在防反接,防倒灌,ORING等應(yīng)用中對(duì)比對(duì)于肖特基二極管或PMOS 具有反向漏電低,正向?qū)妷盒?,能量損耗低,溫升小等更大優(yōu)點(diǎn)。
關(guān)于華太
蘇州華太電子技術(shù)股份有限公司(簡(jiǎn)稱:華太),成立于2010年3月,是一家擁有半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈多環(huán)節(jié)底層核心技術(shù)、多領(lǐng)域布局協(xié)同發(fā)展的平臺(tái)型半導(dǎo)體公司。公司主要從事射頻系列產(chǎn)品、功率系列產(chǎn)品、專用模擬芯片、工控SoC芯片、高端散熱材料的研發(fā)、生產(chǎn)與銷售,并提供大功率封測(cè)業(yè)務(wù),產(chǎn)品可廣泛應(yīng)用于通信基站、光伏發(fā)電與儲(chǔ)能、半導(dǎo)體裝備、智能終端、新能源汽車、工業(yè)控制等大功率場(chǎng)景。
我們的團(tuán)隊(duì)精通器件設(shè)計(jì)、工藝開發(fā)、功放設(shè)計(jì)、大信號(hào)模型開發(fā)、單片微波集成電路設(shè)計(jì)、封裝設(shè)計(jì)、可靠性測(cè)試和量產(chǎn)。未來,華太將繼續(xù)培育新興技術(shù),為全球客戶提供創(chuàng)新解決方案。
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原文標(biāo)題:華太產(chǎn)品|理想二極管在防反、ORing中的應(yīng)用
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