[發明專利]一種超低損耗理想二極管

在審

• 申請號: 201810920906.3
• 申請日: 2018-08-14
• 公開（公告）號: CN108768358A
• 公開（公告）日: 2018-11-06
• 發明（設計）人: 陳石平;陳順清;鄭彩霞;彭進雙
• 申請（專利權）人: 廣州奧格智能科技有限公司
• 主分類號: H03K17/08
• 分類號: H03K17/08;H03K17/74
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

本發明涉及二極管技術領域，尤其是一種超低損耗理想二極管，包括組合邏輯控制電路和第一P溝道MOS管，組合邏輯控制電路包括第二P溝道MOS管、第三P溝道MOS管、第一電阻和第二電阻，第一P溝道MOS管的漏極連接第二P溝道MOS管的源極，第一P溝道MOS管的源極電連接第三P溝道MOS管的源極，第一P溝道MOS管的柵極電連接第三P溝道MOS管的漏極，第二P溝道MOS管的柵極連接第二P溝道MOS管的漏極和第三P溝道MOS管的柵極，第二P溝道MOS管的漏極通過第一電阻接地，第三P溝道MOS管的漏極通過第二電阻接地。本發明有益效果：具有防止倒灌功能，可以保護前級電路；整個電路具有非常低的損耗，靜態電流損耗小于100nA；使用組合邏輯控制電路，電路簡單，成本很低，實用性強。

技術領域

本發明涉及功率二極管技術領域，尤其是一種超低損耗理想二極管。

背景技術

二極管由于具有單向導通特性，具有防止倒灌功能，得到越來越多的應用，特別是肖特基二極管串接的電源上具有較小壓降，正受到越來越多設計師的歡迎。由于肖特基二極管的壓降還是大于MOS管壓降，對于一些電壓敏感的電路來說，更傾向于使用具有低阻抗特性的MOS管，提高產品的可靠性。現在有很多USB電源開關(配電開關)，自帶了防止倒灌的功能，如MP62055芯片。因為當外部設備連接到計算機的USB端口時，設備絕對不能將電流反向流入計算機的VBus，否則會燒壞計算機。目前Oring電路應用于很多場合，作用就是保證各個單體電源互相獨立、不出現倒灌現象，最常見應用于均流電路中，滿足不同功率需求。

因此需要一種理想二極管，超低損耗的理想二極管，進一步降低壓降，并具有防倒灌，保護前級功能，使損耗降到最低，延長電池工作時間。

另外，與本發明最相近的技術實現方案如下，但都存在一定不足：

二極管方案：二極管由于本身具有單向導電性，所以是天然的Oring電路，最基本的Oring電路就是在輸出端加一個二極管。使用二極管串接在電源上，電路簡單，其缺陷是二極管大約有0.6V的壓降，電壓降會隨著輸入電流成比例的功率損耗。隨著電流增大，壓降也會變大，如用肖特基二極管取代可以降低功率，但是功率損耗比較大：以肖特基二極管SS54為例，電流0.1A、1A、10A、20A對應的壓降分別為0.3V、0.4V、0.85V、1.4V,對應的損耗分別為0.03W、0.4W、8.5W、28W，意味著通過電流越大，損耗也越大。肖特基二極管缺點是壓降，換算為電流損耗，其靜態電流損耗至少為毫安級。

MCU+PMOS管方案：電路特點需要一個額外的輔助電壓、微控制器(MCU)，使用MCU的兩路AD對PMOS管的漏極(D極)和源極(S極)進行電壓采集，比較兩者的電壓大小，進而控制PMOS管的導通與截止，不足之處工作電流損耗至少為毫安級，電流損耗很大，且需要使用額外的輔助電壓和MCU，方案成本高。

雙NPN對管+NMOS管方案：電路特點需要一個額外的輔助電壓，使用相同廠家同一批次的兩個NPN管，這樣就可以保證兩個集電極電壓是基本相等，或者優選封裝在一起的兩個NPN三極管對管，這樣就幾乎相等了，從而可以保證恰當的開關和防倒灌功能，不足之處三極管的偏置電阻為千歐姆級，靜態工作電流損耗至少為毫安級，電流損耗很大，且需要使用額外的輔助電壓。

雙PNP對管+PMOS管方案：選用封裝在一起的兩個PNP三極管的器件，可以保證兩個集電極就幾乎相等了，從而可以保證恰當的開關和防倒灌功能，不足之處三極管的偏置電阻為千歐姆級，靜態工作電流損耗至少為毫安級，電流損耗很大。