充分利用理想二極管：完全防止回流電路

完全防止回流電路的必要性

很多搭載了二次電池的移動(dòng)式機(jī)器，都需要對(duì)應(yīng)由AC/DC適配器及USB等從外部提供的電源，因此需要外部端子。

如果這種機(jī)器沒(méi)有從外部提供的電源，為了防止端子腐蝕、以及從安全的觀點(diǎn)出發(fā)，需要使二次電池的電壓不輸出到外部端子。

通常適用于鋰電池的充電IC，內(nèi)置了防止回流功能，不需要考慮向外部端子輸出電壓。

然而，對(duì)于在使用沒(méi)有內(nèi)置防止回流功能的充電IC時(shí)，以及內(nèi)置了充電IC的機(jī)器與搭載了電池的機(jī)器等分離的機(jī)器，需要向外部端子輸出電壓的措施。

課題和目的

作為向外部端子輸出電壓的措施，簡(jiǎn)單的方法是使用分立二極管。

然而，分立二極管在正向時(shí)產(chǎn)生VF電壓下降、在反向偏置時(shí)產(chǎn)生漏電流。

特別是在二次電池容量小時(shí)，如果反向偏置時(shí)的漏電流大，由于二次電池的電池余量降低，是一個(gè)致命的問(wèn)題。

因此，需要漏電流低的完全防止回流電路。

實(shí)現(xiàn)方法

最簡(jiǎn)單且最有效的措施是，使用理想二極管IC構(gòu)成完全防止回流電路。（相關(guān)文章：關(guān)于理想二極管IC的內(nèi)容，看這篇文章就夠了?。?/p>

如果只是希望得到低漏電流，不使用肖特基勢(shì)壘二極管，而是通過(guò)PN二極管降低漏電流。但是，PN二極管的VF達(dá)到0.7～1.0V左右，從外部電源提供電源時(shí)，電壓下降變得非常大。

肖特基二極管VF為非常小的0.3～0.5V，但漏電流增大到uA～10uA的等級(jí)，不能達(dá)到消減電池消耗電流的目的。

如果是理想二極管IC，即使考慮了消耗電流，也能把漏電流抑制到1μA以下，可以構(gòu)成最佳特性的完全防止回流電路。

特別是內(nèi)置了充電IC的機(jī)器與搭載了電池的機(jī)器分離時(shí)，因?yàn)槎O管的VF增大而電壓下降也增大，而影響二次電池充電，組成電路時(shí)，需要使用 VF小的理想二極管IC，或用其他控制FET的電路。

此外還有使用搭載了防止回流功能的負(fù)載開關(guān)IC的方法。

但是，隨產(chǎn)品不同，存在著只有在待機(jī)狀態(tài)下才能防止回流的負(fù)載開關(guān)IC，需要適當(dāng)?shù)剡x擇負(fù)載開關(guān)IC。

優(yōu)點(diǎn)

通過(guò)得到低漏電流，把電池余量下降抑制在最小限度

VF變小使得輸出電壓變動(dòng)小，有益于系統(tǒng)穩(wěn)定工作

缺點(diǎn)

與分立二極管相比，產(chǎn)品種類少、兼容性差

動(dòng)作概要

在此比較了各種類型防止回流電路的實(shí)際動(dòng)作和特性。

1

防止回流特性

以下的圖像是在施加了3.3V的VOUT的狀態(tài)下，使VIN從5V→OPEN變化時(shí)的示波器波形。左側(cè)有理想二極管的波形中，VIN端子的電壓成為0V；而在沒(méi)有理想二極管的波形中，從VIN端子測(cè)出了VOUT端子的電壓。

2

漏電流

以下的圖像是在各個(gè)不同的環(huán)境溫度下，就理想二極管與SBD的漏電流進(jìn)行比較的結(jié)果。理想二極管即使在高溫下也只有大約0.1μA，而SBD的場(chǎng)合在100μA以上。

總結(jié)

在此說(shuō)明了通過(guò)使用理想二極管IC，能簡(jiǎn)單地構(gòu)成完全防止回流電路。 需要注意的是，對(duì)于搭載了防止回流功能的負(fù)載開關(guān)等，隨產(chǎn)品控制防止回流的方式不同，有可能在輸入端輸出了輸出端電壓。