[实用新型]一种低损耗理想二极管

说明书

本实用新型公开了一种低损耗理想二极管,所述二极管包括控制IC、电荷泵电容C1、增强型MOSFET，整个整流系统器件极少，非常利于缩小整体应用方案的体积，控制IC的电源管脚VIN连接增强型MOSFET的源端，并作为整流器的阳极，控制IC的电荷泵引脚CPO通过电容C1连接MOSFET的源端，控制IC的驱动管脚Gate连接增强型MOSFET的栅端，控制IC的管脚OUT连接MOSFET的漏端，为整流器的阴极和输出，该低损耗理想二极管外围简洁、功耗可控的低损耗二极管,降低整流器功耗，简化布板，缩小整体方案体积，符合高能效、高功率密度的发展趋势，在应用上无需散热装置。

技术领域

本实用新型涉及半导体技术，具体涉及一种低损耗理想二极管。

背景技术

肖特基二极管由于其正向压降低（通常0.3V左右），常被用于替换普通二极管（正向压降约0.7V）作为整流器应用于大电流电路中，可以极大地降低由于二极管带来的功率损耗，比如3A的电流条件下肖特基二极管可以节省（0.7V-0.3V）*3A=1.2W的功耗，并且从二极管阴极得到的电压也将更接近二极管阳极的输入电压。

然而随着能效要求的提高，在大电流应用时，作为整流器的肖特基二极管上仍然会产生较大功耗，以致能效不能满足要求，同时肖特基二极管在工作时发热非常严重，需要进行散热处理，因而需要增加整体方案的体积，方案成本也将增大。

实用新型内容

为了进一步降低整流器的功耗，且保证负载电源能够跟接近输入电源，本实用新型提供了一种低损耗的理想二极管，可以一种极其简便、可控的方式来降低整流器带来的功耗，且由于整流器功耗的降低，应用上无需散热装置，缩小了整体方案的体积，本实用新型公开了一种低损耗理想二极管,所述二极管包括控制IC、电荷泵电容C1、增强型MOSFET，整个整流系统器件极少，非常利于缩小整体应用方案的体积，控制IC的电源管脚VIN连接增强型MOSFET的源端，并作为整流器的阳极，控制IC的电荷泵引脚CPO通过电容C1连接MOSFET的源端，控制IC的驱动管脚Gate连接增强型MOSFET的栅端，控制IC的管脚OUT连接MOSFET的漏端，为整流器的阴极和输出。

作为本实用新型的一种改进，所述控制IC内部包括比较器CMP1、比较器CMP2、运放AMP、电平转换模块、LDO/BIAS/UVLO模块、ChargePump（电荷泵）模块，在控制芯片IC的内部，LDO/BIAS/UVLO模块作为产生基准、偏置、使能以及芯片内部低压电源VCC，电源VIN通过ChargePump模块产生一路电荷泵电流源，通过引脚CPO为外部电容C1充电，ChargePump的作用是将CPO管脚电压泵到VIN电源电压之上，NMOS管N1以及PMOS管P1，ChargePump模块的CPO引脚连接电容C1，在CPO引脚与VIN之间存在一稳压管DZ，用于钳位CPO电压，确保CPO电压比VIN电压高稳压管DZ的击穿电压，比较器CMP1、比较器CMP2及运放AMP的两输入端分别接阳极电压VIN和阴极电压VOUT，比较器CMP1的比较器CMP2的输出端连接电平转换模块，比较器CMP1、CMP2用于比较整流器阳极与阴极电压，即VIN与OUT电压，运放AMP用于维持VIN与OUT电压差，确保阴极电压VOUT保持在比阳极电压VIN低于25mV的水平上，电平转换模块连接NMOS管N1和PMOS管P1，所述电平转换模块用于将两个比较器输出的高低电平VCC和GND转换成高低电平CPO和VIN，以便驱动后续的驱动管，NMOS管N1和PMOS管P1为IC的驱动管，PMOS管P1的源端接CPO电压，NMOS管N1的源端接VIN电压。

作为本实用新型的一种改进,所述阴极电压VOUT与阳极电压VIN的差值等于25mV。

作为本实用新型的一种改进，经比较器CMP1，当整流器的阴极电压VOUT低于阳极电压VIN-75mV的值，则控制上拉PMOS管P1对Gate管脚快速上拉，经比较器CMP2，当整流器的阴极电压VOUT-25mV高于阳极电压VIN，则控制下拉NMOS管N1对Gate管脚快速下拉, NMOS管N1和PMOS管P1为IC的驱动管，用作对驱动管脚Gate的快速上拉或下拉。