[发明专利]一种超低损耗理想二极管

说明书

本发明涉及二极管技术领域，尤其是一种超低损耗理想二极管，包括组合逻辑控制电路和第一P沟道MOS管，组合逻辑控制电路包括第二P沟道MOS管、第三P沟道MOS管、第一电阻和第二电阻，第一P沟道MOS管的漏极连接第二P沟道MOS管的源极，第一P沟道MOS管的源极电连接第三P沟道MOS管的源极，第一P沟道MOS管的栅极电连接第三P沟道MOS管的漏极，第二P沟道MOS管的栅极连接第二P沟道MOS管的漏极和第三P沟道MOS管的栅极，第二P沟道MOS管的漏极通过第一电阻接地，第三P沟道MOS管的漏极通过第二电阻接地。本发明有益效果：具有防止倒灌功能，可以保护前级电路；整个电路具有非常低的损耗，静态电流损耗小于100nA；使用组合逻辑控制电路，电路简单，成本很低，实用性强。

技术领域

本发明涉及功率二极管技术领域，尤其是一种超低损耗理想二极管。

背景技术

二极管由于具有单向导通特性，具有防止倒灌功能，得到越来越多的应用，特别是肖特基二极管串接的电源上具有较小压降，正受到越来越多设计师的欢迎。由于肖特基二极管的压降还是大于MOS管压降，对于一些电压敏感的电路来说，更倾向于使用具有低阻抗特性的MOS管，提高产品的可靠性。现在有很多USB电源开关(配电开关)，自带了防止倒灌的功能，如MP62055芯片。因为当外部设备连接到计算机的USB端口时，设备绝对不能将电流反向流入计算机的VBus，否则会烧坏计算机。目前Oring电路应用于很多场合，作用就是保证各个单体电源互相独立、不出现倒灌现象，最常见应用于均流电路中，满足不同功率需求。

因此需要一种理想二极管，超低损耗的理想二极管，进一步降低压降，并具有防倒灌，保护前级功能，使损耗降到最低，延长电池工作时间。

另外，与本发明最相近的技术实现方案如下，但都存在一定不足：

二极管方案：二极管由于本身具有单向导电性，所以是天然的Oring电路，最基本的Oring电路就是在输出端加一个二极管。使用二极管串接在电源上，电路简单，其缺陷是二极管大约有0.6V的压降，电压降会随着输入电流成比例的功率损耗。随着电流增大，压降也会变大，如用肖特基二极管取代可以降低功率，但是功率损耗比较大：以肖特基二极管SS54为例，电流0.1A、1A、10A、20A对应的压降分别为0.3V、0.4V、0.85V、1.4V,对应的损耗分别为0.03W、0.4W、8.5W、28W，意味着通过电流越大，损耗也越大。肖特基二极管缺点是压降，换算为电流损耗，其静态电流损耗至少为毫安级。

MCU+PMOS管方案：电路特点需要一个额外的辅助电压、微控制器(MCU)，使用MCU的两路AD对PMOS管的漏极(D极)和源极(S极)进行电压采集，比较两者的电压大小，进而控制PMOS管的导通与截止，不足之处工作电流损耗至少为毫安级，电流损耗很大，且需要使用额外的辅助电压和MCU，方案成本高。

双NPN对管+NMOS管方案：电路特点需要一个额外的辅助电压，使用相同厂家同一批次的两个NPN管，这样就可以保证两个集电极电压是基本相等，或者优选封装在一起的两个NPN三极管对管，这样就几乎相等了，从而可以保证恰当的开关和防倒灌功能，不足之处三极管的偏置电阻为千欧姆级，静态工作电流损耗至少为毫安级，电流损耗很大，且需要使用额外的辅助电压。

双PNP对管+PMOS管方案：选用封装在一起的两个PNP三极管的器件，可以保证两个集电极就几乎相等了，从而可以保证恰当的开关和防倒灌功能，不足之处三极管的偏置电阻为千欧姆级，静态工作电流损耗至少为毫安级，电流损耗很大。