[發(fā)明專利]一種超低損耗低端理想二極管

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010116370.7
• 申請日: 2020-02-25
• 公開（公告）號: CN111193387A
• 公開（公告）日: 2020-05-22
• 發(fā)明（設計）人: 陳石平;彭進雙
• 申請（專利權(quán)）人: 廣州奧格智能科技有限公司
• 主分類號: H02M1/088
• 分類號: H02M1/088;G06F1/26
• 代理公司: 深圳市創(chuàng)富知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44367
• 代理人: 彭海民

本發(fā)明公開了一種超低損耗低端理想二極管，包括組合邏輯控制電路和第一NMOS管，組合邏輯控制電路包括第二NMOS管、第三NMOS管、第一電阻和第二電阻，第一NMOS管的漏極連接第二NMOS管的源極和電源負極，第一NMOS管的源極電連接第三NMOS管的源極，第一NMOS管的柵極電連接第三NMOS管的漏極，第二NMOS管的柵極連接第二NMOS管的漏極和第三NMOS管的柵極，第二NMOS管的漏極通過第一電阻接電源正極，第三NMOS管的漏極通過第二電阻接電源正極，負載接于電源正極和第一NMOS管的源極之間。本發(fā)明具有防止倒灌功能，可以保護前級電路，具有非常低的損耗，電路簡單，實用性強。

技術(shù)領域

本發(fā)明涉及功率二極管技術(shù)領域，尤其涉及一種超低損耗低端理想二極管。

背景技術(shù)

二極管由于具有單向?qū)ㄌ匦裕哂蟹乐沟构喙δ埽玫皆絹碓蕉嗟膽茫貏e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(chǎn)品的可靠性。現(xiàn)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(xiàn)倒灌現(xiàn)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(fā)明最相近的技術(shù)實現(xiàn)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?qū)щ娦裕允翘烊坏腛ring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(tài)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。

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(yōu)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?shù)拈_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(tài)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。

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?shù)拈_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(tài)工作電流損耗至少為毫安級，電流損耗很大。