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在电源系统中，通常必要设计反极性；ひ栽し老殖〉缭唇酉呙，预防电路板器件销毁
。大无数电子元器件不支持电源正负极反接，而肖特基二极管是一个单一而极具性价比的电路防反解决规划
。

他利用二极管的单向导电性，不必要额表电路直接传入电源正极，便能够实现预防反向导通，多路供电增长功率容量的成效
。但也由于二极管的导通个性，使用其做防反电路，不成预防线会存在较大导通压降、大电流下显著的功率损耗问题，必要增长额表的热治理系统进行散热
。

三种防反电路设计比力

在前端电源系统设计中，直接使用电池供电的？榛蜃酉低潮匾栽し赖绯胤唇印⒒蛟し涝诟行愿涸赜氲绯囟峡谓悠诩涑鱿侄醇郧疤峤斜；ど杓
。尤其在汽车电池供电场景，由于复杂的车身系统引发的电池供电环境更为复杂，加上后期守护、电池沉装场景有较高的产生频次，一旦反接将会导致衔接的子系统、电路和组件遭到败坏，造成沉大损失
。

在车辆使用过程中，结合ISO 7637-2或ISO 16750-2等表明的电气瞬变规格，能够更清澈地看到汽车供电滋扰情况，如图
。

图1 汽车电池系统供电滋扰

规划一：使用二极管防反

以乘用车12V电池系统为例，当12V输入急剧回转至-12V时，输出电压维持不变，不会立即截止，由于肖特基二极管会被反向偏置并会使输出与负电压隔开
。此时输出端的大容量电容器会阻止输出立即降落，并可在输入电源复原之前为负载供电一幼段功夫
。

图2  肖特基二极管单相导通防反电路

此规划由于二极管个性有如下不及：
1.功耗问题：在较高的负载电流下，正向传导会造成显著的功耗；2.散热问题：必要使用散热器或额表的PCB散热设计来治理二极管功耗产生的发热问题，因而会增长成本和空间；3.系统压降问题：系统设计受骗输入电压较低时要尽可能维持输出的不变，出格是在做电压跌落尝试时，而二极管的导通压降问题导致DC/DC的现实系统供电芯片的输入电压变的更幼
。

规划二：使用PMOS防反

为了降低二极管的正向压降，能够将肖特基二极管改为使用PMOS规划，典型电路如图：

图3 PMOS防反电路

二极管代替为P沟路MOSFET Q1，并使其体二极管D1与正接导通方向一样
。在电池正常工作期间，MOSFET Q1的体二极管D1将被正向偏置，并导通很短的功夫，之后栅极电压被拉至源极以下至Vgs(th)开启电压会将MOSFET Q1导通
。当电池极性回转时，栅源电压变为正电压，并将MOSFET Q1关断，从而；は掠蔚缏访馐芨旱缪沟挠跋
。

当然，PMOS防反电路解决了大部门肖特基二极管的防反缺点，但仍有以下弊端：1.成本及选型：对于高压大电流的PMOS，成本较高且可选的参数规格相对NMOS较少；2.待机功耗：由稳压管和限流电阻组成的Vgs驱动和；さ缏范即嬖漏电流，这样限流电阻R2的选择将影响整体的待机功耗
。3.反灌电流：输入电源跌落时，PMOS沟路仍导通，此时系统电容的电压会反灌电源，导致产品的系统掉电，职能中断；在ISO 7637-2输入叠加互换电压测试时，由于PMOS齐全导通，同样存在电流反灌的景象，且输出电解电容器的RMS电流会因ESR而在电容器上产生额表的热量
。

规划三：使用NMOS防反

在低边串联NMOS的栅极驱动电路单一，且NMOS成本较低，典型电路如图：

图4 NMOS低边防反电路

由于并非所有系统都能接受开/关或负载电流瞬变期间的系统接地电压跳跃，且这种防反结构使得电源地和负载地被宰割，信号的齐全性会受到很大的影响，电路的EMC和EMI个性也产生变动，因而在汽车电子产品设计中很罕用到
。

但是若是使用NMOS在电源正极防反，既可预防输入电源反接，也可阻断反向电流从输出负载流回输入端，这种梦想二极管节造器+NMOS显然是更佳解决规划
。

什么是梦想二极管节造器？

梦想二极管节造器拥有低工作静态电流、超低关断电流、稳压正向电压和急剧反向电流响应等沉要个性，因而可能在各类利用中仿真谛想二极管
。功率MOSFET 在衔接后可确保MOSFET关断时其体二极管会阻断反向电流
。由于MOSFET在正向传导期间导通，正向压降和功率耗散将显著降低
。梦想二极管节造器可检测通过MOSFET的反向电流并将MOSFET关断，从而让体二极管阻断反向电流
。

产品解析

LETOU乐投科技SCT53600Q是一颗65V耐压的梦想二极管节造器，拥有内部电荷泵，可在正常工作期间充分驱动 MOSFET 栅极电平高于阳极，并在检测到反向电流时开启正向比力器并关关反向电流比力器，以使 MOSFET 体二极管齐全阻断反向直流电流
。典型利用电路如下图5：

图5 12V电池系统正极防反电路

01 正向导通损耗

同迸宗肖特基二极管，同样负载10A电流，二极管功耗在5W左右，而一个5mΩ Rds(on)的NMOS的导通损耗只有0.5W，能够节能10倍左右
。

02 急剧负载响应

在正向压降大于50mV时，节造器拥有7mA的峰值源极电流，能够于负载急剧瞬变期间为栅极急剧充电，从而最大限度地削减电源压降，如图负载从0.1mA轻载急剧切换到3A时SCT53600Q的负载瞬态响应：

03 输入微短路

在输入端出现输入微短路时，SCT53600Q会在1us内急剧反映以关断 MOSFET，从而阻止反向电流回流到短路的电源
。如图，在输入短路期间，输出会维持开启，输入电容给负载供电直到微短路复原
。

04 静态反极性

在输入电源反向接入时，SCT53600Q关断状态，以防下游电路和组件遭到败坏，输出电压依然受到；，关断波形如图：

05 动态反极性

基于ISO 7637-2 Pulse1的测试波形，仿照供电忽然断开感性负载两端电压会反向施加到产品供电端的情况，能够有效防反，波形如图：

针对必要预防输入反接电源系统中，梦想二极管节造器+NMOS的设计规划，能够实现更优的节能设计，反向电流阻断，提高电压输入裕量，尤其是汽车系统中更好的通过ISO 7637-2测试
。

SCT53600Q

□ AEC-Q100认证中：工作环温 -40°C ~ 125°C

□ 宽输入电压领域：4.7V ~ 65V

□ –65V反向耐压

□ 20mV阳极对阴极压降调节

□ 12V表部NMOS高侧驱动电压

□ 1μA低关断电流 (EN=Low)

□ 60μA静态工作电流(EN=High)

□ 2.3A峰值栅极关断电流

□ 0.75us急剧反向电流关断

□ 搭配相宜的TVS二极管满足汽车ISO7637瞬态要求

□ SOT23-6L 幼封装