網(wǎng)上突然刷到一款來(lái)自TI的理想二極管,它損耗超低、發(fā)熱極小、壓降僅僅20mV,可用于替代傳統(tǒng)的肖特基二極管或MOSFET,來(lái)解決電源保護(hù)中的痛點(diǎn)。
下面來(lái)總結(jié)核心內(nèi)容:
1、傳統(tǒng)方案的痛點(diǎn):肖特基二極管和MOS管的短板
肖特基二極管:
優(yōu)點(diǎn):簡(jiǎn)單便宜,能防電池反接、隔離故障電源。
缺點(diǎn):電流大了壓降高(比如10A時(shí)壓降0.5V,發(fā)熱嚴(yán)重,得加散熱片)。高溫下漏電大,可能燒器件。
2、P溝道MOSFET
3、N溝道MOSFET
優(yōu)點(diǎn):比肖特基二極管導(dǎo)通損耗低。
缺點(diǎn):不能阻斷反向電流,需要額外電路防反向電流,復(fù)雜又占地方。
4、理想二極管的“黑科技”
TI的理想二極管控制器(如LM74700-Q1)本質(zhì)是一個(gè)“智能開(kāi)關(guān)”,通過(guò)驅(qū)動(dòng)外部MOSFET,模擬出接近理想的二極管特性:
超低壓降:最低僅20mV(傳統(tǒng)二極管的1/20),幾乎不發(fā)熱。
零反向漏電:檢測(cè)到反向電流時(shí),0.75μs內(nèi)切斷。
自適應(yīng)調(diào)節(jié):根據(jù)負(fù)載電流動(dòng)態(tài)調(diào)整MOSFET導(dǎo)通程度,像“智能水閥”自動(dòng)調(diào)節(jié)開(kāi)合。
工作原理:
1、正向?qū)?/span>:
當(dāng)電源正常供電時(shí),控制器給MOSFET柵極充電,使其完全導(dǎo)通(壓降≈0)。
對(duì)比:傳統(tǒng)二極管靠PN結(jié)導(dǎo)通,天生有0.3V~0.7V壓降。
2、反向阻斷:
檢測(cè)到電流反向(如電池接反),立即拉低MOSFET柵極電壓,利用其體二極管阻斷電流。
關(guān)鍵優(yōu)勢(shì):傳統(tǒng)MOSFET方案需要電壓降到閾值(Vth)才關(guān)斷,而理想二極管靠比較器快速判斷,響應(yīng)快10倍。
電荷泵:為MOSFET柵極提供高壓驅(qū)動(dòng),確保完全導(dǎo)通(即使輸入電壓低至3.2V)。
快速比較器:實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電流方向,反向電流一出現(xiàn)立刻關(guān)斷(0.75μs延遲)。
理想二極管把傳統(tǒng)方案的壓降、發(fā)熱、速度問(wèn)題一次性解決。用TI的話說(shuō):“像理想中的二極管一樣高效,但現(xiàn)實(shí)中真的存在。”