你用过“理想二极管”吗,电源电路保护用的上它!

原创 阿昆谈DFM 2024-09-06 00:00


二极管,搞电子的电子人再熟不过了,正向导通,反向截止。         

 

但是它有个问题就是正向导通的时候 会生产一个“管压降”,也就是我们书上说的,硅管是0.7V左右,锗管是0.3V左右,可以说这个压降是半导体内部的一个物理属性所决定。

所以加在二极管的电压必需要大于这个“管压降”这个二极管才能导通流过电流,而且这个压降值随着电流的加大还会增加。

正是因为这个管压降会让电路产生一定的损耗,比如导致5V输入过来的电压经过二极管后没有5V了,损失的部分以热量形式消耗,使用中一般会希望这个压降越小越,当然也有利用这个管压降来到一些目的,比如特意的达到降压目的。

而书上说的理解二极管其实基本就是指没有管压降的二管,当然现实中没有这种二极管,只有一种可以尽可能接收没有管压降的二极管,那就是“理想二极管”

我也是最近才知道,还真有叫“理想二极管”这种器件,其实并不是真的理想二极管,而是相对于普通的二极管更好,更小压降罢了,所以也叫低压降二极管。    

       

如上方框图,这是带限流功能的低压降理想二极管芯片CH213。

芯片内部集成了过流保护、短路保护、过温保护、 电源极性保护等模块,额定 5V*0.5A,支持 5V 电压下不超过 1A 电流的直流应用。

这个理想二极管相当于是肖特基二极管加上自恢复保险丝,但导通压降大幅降低,过流保护更迅速。

过流时:可以限制电流从而保护供电系统。

输入电源极性错误时:可以保护 VO 输出端的负载电路。    

 这是这款理想二极管的相关特点。

                这是理想二极管的原理图符号和封装图,二极管的输入就是正极,输出是负极,简单的理解记忆就是在二极管上加了一个地脚。右图是含有2个理想二极管集成。             

 

应用

CH213 作为低开启电压和低导通压降的二极管芯片,可以用于 3V 或 5V 直流 500mA 以下应用中代替普通二极管,提供电源极性保护以防外部电源反接,提供过流和短路保护以及过温保护,并实现较低的导通压降,减少损耗         

 

这个理想二极管有4个功能模块:

1、输入电源极性保护

正常工作时,VI 为电源正极性端,GND 为公共端或者电源负极性端。CH213 芯片内部在 VI 与 GND之间没有反向二极管,当 VI 意外连接电源负极性端、电源极性错误时仅有数 mA 泄漏电流,CH213 芯片自身不会产生大电流,并且开关管处于关断状态以保护 VO 输出端的负载电路。

2、过温保护

当理想二极管 CH213 连续导通电流较大或发生过流或短路等情况时,VI 和 VO 两端压差乘以电流的功耗将会使芯片内部升温。当芯片温度超过过温保护门限 Tsd 后,开关管将被强行关断,VO 没有输出电流。稍后芯片降温后,开关管将会被允许重新开启。开启后一段时间如果过温,则再次关断。

3、低开启电压单向导通

VI 相当于低压降二极管的阳极,当 VI 电压高于 VO 电压时,理想二极管 CH213 的开关管开启。当 VI 电压低于 VO 电压时,CH213 从 VO 端获得静态工作电流,并将开关管关断,没有反向导通电流,VI 端也不消耗电流,相当于二极管反向截止。      

4、限流与过流/短路保护

当 VO 输出电流 Iout 超过限流门限 Imax 时,过流保护模块自动降低功率开关管的导通程度,使导通电阻增大、VO 电压下降,从而限制输出电流并进入接近恒流的状态。该恒流值与 VO 电压值正相关,VO 电压越低,恒流值越小。当 VO 对 GND 短路、或者 VO 电压低于短路电压 Vshort 时,恒流值最小,即短路电流 Ishort。       

 

应用电路:

   

 

(理想二极管)、(肖特基二极管+保险丝)、(仅肖特基二极管)的对比:

下面是分用用单个理想二极管、单个肖特基二极管、肖特基二极管+保险丝三种物料进行对比,在不同电流负载下的管压降。    

通过上面可以看出,理想二极管的管压降真的非常低,最低甚至相差有10多倍。

 

你觉得这篇文章对你有帮助吗?   

往期文章:

拆解几个直插晶振看下内部,就明白直插晶振容易损坏的原因了

可怕!用这个仅9分钱的单片机做项目会不会把同行卷死?

阿昆谈DFM 陈昆-专注于可制造性设计DFM的技术与思想推广。主张在设计阶段就从源头解决产品生产各环节的问题,加速量产周期,最终提高产品竞争力。相关作品:《PCB裸板的DFM可制造性设计规范》及案例分享、《一个因PCB丝印设计不规范而引发的一系列悲剧》。分享交流:电子产品拆解学习、PCB/SMT可制造性设计经验与案例、元器件/原材料认识与选型、组装结构工艺、生产质量管理、生活工作感悟等相关内容。
评论
  • 美国加州CEC能效跟DOE能效有什么区别?CEC/DOE是什么关系?美国加州CEC能效跟DOE能效有什么区别?CEC/DOE是什么关系?‌美国加州CEC能效认证与美国DOE能效认证在多个方面存在显著差异‌。认证范围和适用地区‌CEC能效认证‌:仅适用于在加利福尼亚州销售的电器产品。CEC认证的范围包括制冷设备、房间空调、中央空调、便携式空调、加热器、热水器、游泳池加热器、卫浴配件、光源、应急灯具、交通信号模块、灯具、洗碗机、洗衣机、干衣机、烹饪器具、电机和压缩机、变压器、外置电源、消费类电子设备
    张工nx808593 2025-02-27 18:04 120浏览
  •           近日受某专业机构邀请,参加了官方举办的《广东省科技创新条例》宣讲会。在与会之前,作为一名技术工作者一直认为技术的法例都是保密和侵权方面的,而潜意识中感觉法律有束缚创新工作的进行可能。通过一个上午学习新法,对广东省的科技创新有了新的认识。广东是改革的前沿阵地,是科技创新的沃土,企业是创新的主要个体。《广东省科技创新条例》是广东省为促进科技创新、推动高质量发展而制定的地方性法规,主要内容包括: 总则:明确立法目
    广州铁金刚 2025-02-28 10:14 103浏览
  • 1,微软下载免费Visual Studio Code2,安装C/C++插件,如果无法直接点击下载, 可以选择手动install from VSIX:ms-vscode.cpptools-1.23.6@win32-x64.vsix3,安装C/C++编译器MniGW (MinGW在 Windows 环境下提供类似于 Unix/Linux 环境下的开发工具,使开发者能够轻松地在 Windows 上编写和编译 C、C++ 等程序.)4,C/C++插件扩展设置中添加Include Path 5,
    黎查 2025-02-28 14:39 140浏览
  •         近日,广电计量在聚焦离子束(FIB)领域编写的专业著作《聚焦离子束:失效分析》正式出版,填补了国内聚焦离子束领域实践性专业书籍的空白,为该领域的技术发展与知识传播提供了重要助力。         随着芯片技术不断发展,芯片的集成度越来越高,结构也日益复杂。这使得传统的失效分析方法面临巨大挑战。FIB技术的出现,为芯片失效分析带来了新的解决方案。它能够在纳米尺度上对芯片进行精确加工和分析。当芯
    广电计量 2025-02-28 09:15 116浏览
  • 更多生命体征指标风靡的背后都只有一个原因:更多人将健康排在人生第一顺位!“AGEs,也就是晚期糖基化终末产物,英文名Advanced Glycation End-products,是存在于我们体内的一种代谢产物” 艾迈斯欧司朗亚太区健康监测高级市场经理王亚琴说道,“相信业内的朋友都会有关注,最近该指标的热度很高,它可以用来评估人的生活方式是否健康。”据悉,AGEs是可穿戴健康监测领域的一个“萌新”指标,近来备受关注。如果站在学术角度来理解它,那么AGEs是在非酶促条件下,蛋白质、氨基酸
    艾迈斯欧司朗 2025-02-27 14:50 400浏览
  • 在物联网领域中,无线射频技术作为设备间通信的核心手段,已深度渗透工业自动化、智慧城市及智能家居等多元场景。然而,随着物联网设备接入规模的不断扩大,如何降低运维成本,提升通信数据的传输速度和响应时间,实现更广泛、更稳定的覆盖已成为当前亟待解决的系统性难题。SoC无线收发模块-RFM25A12在此背景下,华普微创新推出了一款高性能、远距离与高性价比的Sub-GHz无线SoC收发模块RFM25A12,旨在提升射频性能以满足行业中日益增长与复杂的设备互联需求。值得一提的是,RFM25A12还支持Wi-S
    华普微HOPERF 2025-02-28 09:06 143浏览
  • 构建巨量的驾驶场景时,测试ADAS和AD系统面临着巨大挑战,如传统的实验设计(Design of Experiments, DoE)方法难以有效覆盖识别驾驶边缘场景案例,但这些边缘案例恰恰是进一步提升自动驾驶系统性能的关键。一、传统解决方案:静态DoE标准的DoE方案旨在系统性地探索场景的参数空间,从而确保能够实现完全的测试覆盖范围。但在边缘案例,比如暴露在潜在安全风险的场景或是ADAS系统性能极限场景时,DoE方案通常会失效,让我们看一些常见的DoE方案:1、网格搜索法(Grid)实现原理:将
    康谋 2025-02-27 10:00 252浏览
  • 在2024年的科技征程中,具身智能的发展已成为全球关注的焦点。从实验室到现实应用,这一领域正以前所未有的速度推进,改写着人类与机器的互动边界。这一年,我们见证了具身智能技术的突破与变革,它不仅落地各行各业,带来新的机遇,更在深刻影响着我们的生活方式和思维方式。随着相关技术的飞速发展,具身智能不再仅仅是一个技术概念,更像是一把神奇的钥匙。身后的众多行业,无论愿意与否,都像是被卷入一场伟大变革浪潮中的船只,注定要被这股汹涌的力量重塑航向。01为什么是具身智能?为什么在中国?最近,中国具身智能行业的进
    艾迈斯欧司朗 2025-02-28 15:45 221浏览
  • 一、VSM的基本原理震动样品磁强计(Vibrating Sample Magnetometer,简称VSM)是一种灵敏且高效的磁性测量仪器。其基本工作原理是利用震动样品在探测线圈中引起的变化磁场来产生感应电压,这个感应电压与样品的磁矩成正比。因此,通过测量这个感应电压,我们就能够精确地确定样品的磁矩。在VSM中,被测量的样品通常被固定在一个震动头上,并以一定的频率和振幅震动。这种震动在探测线圈中引起了变化的磁通量,从而产生了一个交流电信号。这个信号的幅度和样品的磁矩有着直接的关系。因此,通过仔细
    锦正茂科技 2025-02-28 13:30 100浏览
  • 应用趋势与客户需求,AI PC的未来展望随着人工智能(AI)技术的日益成熟,AI PC(人工智能个人电脑)逐渐成为消费者和企业工作中的重要工具。这类产品集成了最新的AI处理器,如NPU、CPU和GPU,并具备许多智能化功能,为用户带来更高效且直观的操作体验。AI PC的目标是提升工作和日常生活的效率,通过深度学习与自然语言处理等技术,实现更流畅的多任务处理、实时翻译、语音助手、图像生成等功能,满足现代用户对生产力和娱乐的双重需求。随着各行各业对数字转型需求的增长,AI PC也开始在各个领域中显示
    百佳泰测试实验室 2025-02-27 14:08 252浏览
  • Matter 协议,原名 CHIP(Connected Home over IP),是由苹果、谷歌、亚马逊和三星等科技巨头联合ZigBee联盟(现连接标准联盟CSA)共同推出的一套基于IP协议的智能家居连接标准,旨在打破智能家居设备之间的 “语言障碍”,实现真正的互联互通。然而,目标与现实之间总有落差,前期阶段的Matter 协议由于设备支持类型有限、设备生态协同滞后以及设备通信协议割裂等原因,并未能彻底消除智能家居中的“设备孤岛”现象,但随着2025年的到来,这些现象都将得到完美的解决。近期,
    华普微HOPERF 2025-02-27 10:32 212浏览
  • RGB灯光无法同步?细致的动态光效设定反而成为产品客诉来源!随着科技的进步和消费者需求变化,电脑接口设备单一功能性已无法满足市场需求,因此在产品上增加「动态光效」的形式便应运而生,藉此吸引消费者目光。这种RGB灯光效果,不仅能增强电脑周边产品的视觉吸引力,还能为用户提供个性化的体验,展现独特自我风格。如今,笔记本电脑、键盘、鼠标、鼠标垫、耳机、显示器等多种电脑接口设备多数已配备动态光效。这些设备的灯光效果会随着音乐节奏、游戏情节或使用者的设置而变化。想象一个画面,当一名游戏玩家,按下电源开关,整
    百佳泰测试实验室 2025-02-27 14:15 137浏览
  • 振动样品磁强计是一种用于测量材料磁性的精密仪器,广泛应用于科研、工业检测等领域。然而,其测量准确度会受到多种因素的影响,下面我们将逐一分析这些因素。一、温度因素温度是影响振动样品磁强计测量准确度的重要因素之一。随着温度的变化,材料的磁性也会发生变化,从而影响测量结果的准确性。因此,在进行磁性测量时,应确保恒温环境,以减少温度波动对测量结果的影响。二、样品制备样品的制备过程同样会影响振动样品磁强计的测量准确度。样品的形状、尺寸和表面处理等因素都会对测量结果产生影响。为了确保测量准确度,应严格按照规
    锦正茂科技 2025-02-28 14:05 134浏览
我要评论
0
点击右上角,分享到朋友圈 我知道啦
请使用浏览器分享功能 我知道啦