Понизить напряжение диодом

Хочешь стать куратором любимой темы? Автор no fat no bike Раздел Источники питания. Автор олег2 Раздел Источники питания. Автор nefedot Раздел Микроэлектроника.

Поиск данных по Вашему запросу:

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.

Содержание:

• понижение напряжения диодами
• Самый простой и дешёвый способ понизить напряжение с 12 вольт до 9 вольт
• Как понизить напряжение?
• Снижение напряжения с 7. 2 до 5.5 без регулятора
• Как понизить постоянное и переменное напряжение — обзор способов
• Схема преобразователя с 12 на 3 вольта
• Стабилитрон

ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Самый простой «стабилизатор напряжения» из диодов

понижение напряжения диодами

При последовательном подключении источников питания можно достичь более высокого напряжения, чем при использовании одного устройства. Обратите внимание на следующие важные замечания:. Ни одна выходная клемма не должна иметь постоянный потенциал относительно шасси, превышающий В. На следующем рисунке показано последовательное подключение трех устройств.

Обратите внимание на следующие рекомендации:. Последовательный диод служит для защиты источников питания путем изолирования потенциально опасного внешнего источника энергии от выходных сигналов и, таким образом, исключения риска повреждения прибора в результате обратного тока.

Использование защитного диода не позволяет выполнять понижение тока. На источниках питания невозможно выполнить нисходящее программирование напряжения при нагрузке, а также они не могут служить в качестве нагрузки. Номинальное обратное напряжение последовательного диода должно быть не менее суммы номинальных напряжений всех последовательно подключенных устройств. Необходимо предусмотреть соответствующий запас для выбросов напряжения и максимального номинального значения силы тока на последовательно подключенных устройствах.

Как показано на рисунке, положительный провод распознавания конечного устройства должен быть присоединен к аноду на стороне источника питания диода, но не к катоду на стороне нагрузки.

Это позволяет защитить провода распознавания от возможного повреждения. Обратите внимание, что при этом снижается точность регулировки напряжения и программирования на стороне нагрузки.

Чтобы увеличить точность программирования, используйте цифровой мультиметр для измерения напряжения при нагрузке и компенсации спада напряжения на диодах программным путем, регулируя напряжение выходного сигнала источников питания. Спад на диодах будет отличаться в зависимости от силы тока выходного сигнала и температуры. Если использование последовательного диода неприемлемо, обратитесь в компанию Keysight Technologies для получения консультации технического специалиста по устройствам питания.

В следующей таблице показана максимальная емкость нагрузки при последовательном подключении. Если емкость нагрузки превышает эти значения, необходимо установить последовательный диод, как описано выше. Во избежание возможного повреждения оборудования: Соединять последовательно можно только выходы, имеющие одинаковые номинальные значения напряжения и тока.

Подключение моделей N и N запрещено. Замкните выходные реле на моделях N Выходные реле не предназначены для переключения напряжения выше номинальных значений отдельных приборов. Всегда включайте и выключайте питание переменного тока одновременно.

Не оставляйте устройства включенными, если имеются выключенные устройства. Всегда включайте и выключайте выходы одновременно. Всегда программируйте одинаковые значения напряжения на всех устройствах и синхронизируйте программируемое повышение и понижение напряжение на устройствах. На всех последовательно подключенных устройствах установите одинаковое предельное положительное значение тока.

Установите для предельного отрицательного тока наименьшее отрицательное значение, тем самым обеспечивая прибору максимальную возможность защиты и регулировки напряжения.

Объедините в пару системы защиты выхода последовательно подключенных устройств, как описано в разделе Защита системы от сбоев и запрещающих сигналов. Это предотвращает неравномерное распределение напряжения между устройствами в результате одного или нескольких выключений из-за сбоя.

Если подключены кабели перераспределения тока, ни при каких обстоятельствах не включайте функцию перераспределения, в противном случае источник питания может быть поврежден. Для получения информации об отключении см.

Для защиты устройства на случай непреднамеренного включения функции перераспределения тока необходимо физически отсоединить кабель перераспределения тока от разъема на задней панели устройства. Не используйте модуль рассеивания мощности NA при последовательном подключении источников питания. Запрещается последовательное подключение, если источники питания используются для понижения тока.

Самый простой и дешёвый способ понизить напряжение с 12 вольт до 9 вольт

Главная Статьи Форум. Кстати, разве там не постоянное напряжение? Не помню, на каких сколько оседает Freek Чтобы попросту энергию не тратить поставь два кулера последовательно. То, о чем ты говоришь является стабилитроном — это диод со стабильной работой в режиме пробоя когда ты подключаешь его наоборот и его пробивает большим напряжением.

Эффективные способы понижения напряжения в сети и в Еще один вариант – установить в разрыв цепи цепочку из диодов.

Как понизить напряжение?

И если вы думаете что это был брак то вы ошибаетесь я брал аналог лмки и повторял проверенную схему все равно через какое то время начинаются глюки! У меня светодиодная лента 3 диода по ходу копыта отбросили как сохранить жизнь другим диодам чтоб не сгорали дальше есть варианты? Если ток большой плюс большое падение напряжение то как вариант собирать схему на ШИМ. Если собирать не хочится схему, купи авто-зарядку для сотика … там уже всё спаянно. Нереально сделать очень маленький линейный стабилизатор при маленьких размерах, с таким перепадом напряжения — тепла много рассеивается. Действительно маленький стабилизатор можно собрать на NCP — у него кпд выше 90 процентов, а лучше стабилизатор тока из него сделать. Кр ен 12а собранная по схеме стабилизатора тока.

Снижение напряжения с 7.2 до 5.5 без регулятора

By Maksim Ivanov , June 23, in Начинающим. Есть блок питания от компьютера, как понизить напряжение без трансформатора и стабилизатора напряжения? Нужно зарядить литий ионный аккумулятор хотя бы один раз не полностью , зарядки нет, радио-деталей тоже особо нет. Мы принимаем формат Sprint-Layout 6!

Уважаемый Александр, вышеуказанный метод, с диодами, подходит только для постоянного тока. При использовании диода в цепи переменного тока, напряжение падает на половину.

Как понизить постоянное и переменное напряжение — обзор способов

Мы принимаем формат Sprint-Layout 6! Экспорт в Gerber из Sprint-Layout 6. Можно диодами, последовательно включенными на ток больше 1А, желательно на А, но тебе их нужно будет штук , в зависимости от падения напряжения на диоде. Блок питания может дать напряжение 12вольт и давать максимальную силу тока в 18ампер. Вы верно сказали, что надо только снизить напряжение до 9 вольт, а силу тока ваше устройство при напряжении 9вольт будет брать 1Ампер.

Схема преобразователя с 12 на 3 вольта

Содержание: Понижаем переменное напряжение Подключение бытовой техники из США на В к сети В Понижаем напряжение для питания низковольтных светильников Понижение напряжения в доме Балластный конденсатор для питания маломощных устройств Понижаем постоянное напряжение. Рассмотрим типовые ситуации, когда нужно опустить напряжение, чтобы подключить прибор, который работает от переменного тока, но напряжение его питания не соответствует привычным Вольтам. Это может быть, как различная бытовая техника, инструмент, так и упомянутые выше светильники. Пожалуй, самая частая ситуация возникает, когда человек покупает из зарубежных интернет-магазинов какой-то прибор, а по его получении определяет, что он рассчитан на питание от Вольт. Первый вариант — это перемотать трансформатор питающий устройство, но большинство приборов работают от импульсного источника питания, а для подключения электроинструмента — лучше вообще обойтись без перемотки. Для этого нужно использовать понижающий трансформатор. Кроме этого вы можете понизить напряжение в сети с помощью автотрансформатора или обычного трансформатора с отводами от первичной обмотки на В — такие часто встречались в советских телевизорах и других электроприборах.

Использование защитного диода не позволяет выполнять понижение тока. Номинальное обратное напряжение последовательного диода должно.

Стабилитрон

Ваши права в разделе. Вы не можете начинать темы Вы не можете отвечать на сообщения Вы не можете редактировать свои сообщения Вы не можете удалять свои сообщения Вы не можете голосовать в опросах Вы не можете добавлять файлы Вы можете скачивать файлы. Как вычислить дохнущие аккумуляторы? Как и какой выбрать Газовый паяльник.

Напряжение на стояке освещения в, лампочки только успеваем менять. Есть ли недорогие и безопасные решения для понижения напряжения, дабы лампочки горели не один месяц? Ладно еще у себя на площадке пустить через диод. А стояк? КЛЛ ставить тоже не вариант, упрут.

Дневники Файлы Справка Социальные группы Все разделы прочитаны. Как понизить напряжение на ,4 Вольт.

А вот в варианте когда они «отвернулись» друг от друга — при включении получается соревнование паразитных емкостей с обратным сопротивлением диодов, из-за чего включение непредсказуемо затянется. А при наличии резистора между G и S схема вовсе не включится. Войдите , пожалуйста. Хабр Geektimes Тостер Мой круг Фрилансим. Войти Регистрация. И стало мне любопытно, нельзя ли применить подобный подход в другом случае, где тоже испокон века в качестве запорного элемента использовался диод. Эта статья является типичным гайдом по велосипедостроению, так как рассказывает о разработке схемы, функционал которой уже давно реализован в миллионах готовых устройств.

Поскольку плееры были предназначены для работы в автомобиле, а бортовая сеть автомобиля доставляет 12 Вольт, то каким-то образом нужно было понизить напряжения до номинала Вольт. При заведенном двигателе автомобиля, напряжение бортовой сети повышается до 14 Вольт, это тоже нужно принять во внимание. Недолго думая, решил изготовить самый простой понижающий преобразователь, если представленное устройство вообще можно назвать преобразователем. Конструкция DC-DC преобразователя довольно проста и основана на явлении спада напряжения, которое проходит через кристалл полупроводникового диода.

Снижение помех в синхронных понижающих преобразователях с помощью дополнительного диода Шоттки на примере ADP2443 от компании Analog Devices

Ф. Досталь, специалист по компонентам для систем управления питанием

Снижение помех в синхронных понижающих преобразователях с помощью дополнительного диода Шоттки на примере ADP2443 от компании Analog Devices

Данная статья была опубликована в журнале «Элетроника НТБ» №6 2019

На рис. 1 показана схема понижающего преобразователя на основе синхронного импульсного стабилизатора с идеальными ключами. Когда оба ключа закрываются одновременно, даже на корот- кий период времени, возникает короткозамкнутая цепь между входным напряжением и землей, что может выве- сти ключи из строя. Необходимо обеспечить, чтобы два ключа никогда не включались одновременно. Из сообра- жений безопасности нужно предусмотреть определенный период времени, в течение которого оба ключа находятся в выключенном состоянии, – время паузы.

Рис. 1. Синхронный импульсный стабилизатор в схеме понижающего преобразователя с идеальными ключами

Однако следует отметить, что ток через катушку ин- дуктивности L1 (см. рис. 1), которая соединяет коммутационный узел (общую точку ключей) с выходным напряжением, нельзя изменить мгновенно. Он увеличивается или уменьшается плавно, а не скачкообразно. Таким об
разом, во время паузы включения ключей могут возникнуть проблемы. Все пути тока прерываются на коммутационном узле схемы. В случае идеальных ключей, как показано на рис. 1, во время паузы на коммутационном узле появляется бесконечное отрицательное напряжение. В си- туации с реальными ключами это отрицательное напряжение увеличивается до тех пор, пока не произойдет про- бой одного из ключей, и он не начнет пропускать ток.
В большей части импульсных стабилизаторов в качестве активных ключей используются n-канальные MOSFET. Такие устройства отличаются полезным для применения в подобных схемах свойством – так называемым встроенным диодом (body diode), который представляет собой p-n-переход между истоком и стоком транзистора. На рис. 2 показано, как включены MOSFET в качестве активных ключей в схеме импульсного стабилизатора. В такой схеме напряжение на коммутационном узле не снижается до бесконечности даже во время паузы между включением ключей, вместо этого p-n-переход в MOSFET нижнего плеча (показан на схеме красным цветом) будет проводить ток до тех пор, пока не завершится пауза и не включится MOSFET нижнего плеча.

Рис. 2. Синхронный импульсный стабилизатор в схеме по- нижающего преобразователя с n-канальными MOSFET и до- полнительным диодом Шоттки для минимизации помех

Однако встроенные диоды в MOSFET обладают серьезным недостатком. Из-за эффекта обратного восстановления они характеризуются очень низкой скоростью переключения. Во время обратного восстановления
Диод Шоттки очень компактен, поскольку проводит ток только в короткие периоды пауз, сильно не нагревается и его можно поместить в небольшой и недорогой корпус.

ADP2443 – синхронный понижающий стабилизатор постоянного напряжения с интегрированными MOSFET верхнего и нижнего плеча, обеспечивающий высокий КПД в компактном корпусе LFCSP (4 × 4 мм). Стабилизатор работает с входным напряжением в диа- пазоне от 4,5 до 36 В. Минимальное регулируемое выходное напряжение составляет 0,6 В, выходной ток достигает 3 A в непрерывном режиме. Благодаря малому минимальному времени включенного состояния (50 нс) ADP2443 способен выполнять преобразование высокого входного напряжения в низкое выходное напряжение на высокой частоте.
Для достижения высокой стабильности и обеспечения быстрой переходной характеристики в ADP2443 применена схема управления на основе эмуляции токового режима с ШИМ-сигналами постоянной частоты. Частота коммутации ADP2443 может программироваться пользователем в диапазоне от 200 кГц до 1,8 МГц. Имеется возможность синхронизировать ча- стоту коммутации устройства с внешним тактовым сигналом для минимизации шумов в системе.
ADP2443 предназначен для высококачественных приложений, где требуются высокий КПД и гибкость проектного решения, которая достигается благодаря применению внешней компенсации и функции регулируемого мягкого запуска. Выход «питание в норме» и вход разрешения с прецизионным порогом позволяют реализовать простую и надежную процедуру включения / отключения питания.
К другим важнейшим функциям устройства относятся блокировка при просадке напряжения, защита от перегрузки по напряжению и по току, защита от короткого замыкания и отключение при перегреве.
ADP2443 работает в диапазоне температур перехода от –40 до 125 °C, выпускается в 24-выводном корпусе LFCSP габаритами 4 × 4 мм.
Особенности ADP2443:

• непрерывный выходной ток: 3 A;
• входное напряжение: 4,5–36 В;
• интегрированные MOSFET верхнего и нижне- го плеча: 98 / 35 мОм;
• опорное напряжение: 0,6 В ± 1%;
• минимальное время включения: 50 нс;
• программируемая частота коммутации: 200 кГц – 1,8 МГц;
• синхронизация от внешнего тактового сигна- ла частотой 200 кГц – 1,8 МГц;
• вход разрешения с прецизионным порогом и выход «питание в норме»;
• потактовое токоограничение с защитой от пе- регрузки по току путем кратковременного отключения;
• внешняя компенсация;
• программируемое время мягкого запуска;
• запуск при предварительно заряженном выходе;
• поддержка инструмента проектирования ADIsimPower.

Области применения:

• промежуточное преобразование напряжения питания;
• системы питания от многоэлементных батарей;
• промышленная автоматизация и управление технологическими процессами;
• медицина и здравоохранение;
• серверы и сетевые устройства

Падение мощности на диоде становится полностью тепловым?

спросил 2 года, 2 месяца назад

Изменено 2 года, 2 месяца назад

Просмотрено 334 раза

\$\начало группы\$

Рассмотрим эту простую схему с:

1. Источник постоянного напряжения (например, 24 В)

2. 3 последовательно соединенных диода (с общим падением напряжения $$ 0,65\x3 \примерно 2 В $$)

3. Резистор 10$\Омега$$

Это устройство подает напряжение 22 В на резистор, начиная с источника 24 В.

Теперь

I) На резистор подается 22В, поэтому ток на нем равен 2,2А. Мощность, которую он поглощает, равна $$2,2 А \ умножить на 22 В = 48,4 Вт $$

II) Источник постоянного напряжения обеспечивает 24В, а сила тока на нем всегда 2,2А. Таким образом, мощность, которую он обеспечивает, равна $$2,2 А \ умножить на 24 В = 52,8 Вт $$

Очевидно, что оставшаяся мощность (52,8 — 48,4 = 4,4 Вт) приходится на 3 диода.

Итак, мой вопрос: становится ли эта мощность полностью теплом (то есть 4,4 Вт тепла) из-за паразитных сопротивлений диода? Или какая-то его часть хранится каким-то образом внутри диодов?

• блок питания
• блок питания
• анализ цепей
• диоды
• силовая электроника

\$\конечная группа\$

\$\начало группы\$

Жара.

Если только ваши диоды не светодиоды, где 10-30% энергии уходит в виде света. Остальное жара, как обычно.

Диоды не накапливают энергию. По крайней мере, не намеренно и не в обычно принятом в электронике значении.

Диод может иметь некоторую паразитную емкость, индуктивность или даже паразитный эффект Пельтье, который в некоторых случаях может возвращать часть энергии обратно в цепь. Емкость можно даже не считать паразитной, как в варикапах, но они — крайний случай.

Элементы, которые должны накапливать (и возвращать) энергию:

• конденсаторы
• катушки индуктивности
• батареи

\$\конечная группа\$

\$\начало группы\$

При постоянном токе это в основном полностью тепло (если вы не сильно перегрузите диод, в этом случае может излучаться акустический и видимый свет). Крошечный, крошечный бит хранит заряд.

\$\конечная группа\$

\$\начало группы\$

Да, энергия рекомбинации высвобождается в виде фононов, которые по существу представляют собой тепло.

\$\конечная группа\$

3

Зарегистрируйтесь или войдите в систему

Зарегистрируйтесь с помощью Google

Зарегистрироваться через Facebook

Зарегистрируйтесь, используя адрес электронной почты и пароль

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но не отображается

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но не отображается

Нажимая «Опубликовать свой ответ», вы соглашаетесь с нашими условиями обслуживания, политикой конфиденциальности и политикой использования файлов cookie

Контроллер идеальных диодов

от 0 В до 18 В экономит ватты и пространство по сравнению с контроллером Шоттки

к Пинкеш Сачдев Скачать PDF

Введение

Диоды Шоттки

используются различными способами для реализации систем питания с несколькими источниками. Например, электронные системы высокой доступности, такие как сетевые серверы и серверы хранения, используют силовые диоды Шоттки-ИЛИ для реализации резервной системы питания. Диодное ИЛИ также используется в системах с альтернативными источниками питания, такими как настенный адаптер переменного тока и резервный аккумулятор. Силовые диоды можно комбинировать с конденсаторами, чтобы удерживать напряжение на нагрузке во время падения напряжения на входе. В этом случае силовые диоды включены последовательно с входным напряжением, а конденсаторы находятся на стороне нагрузки диода. В то время как конденсаторы обеспечивают питание, диод с обратным смещением изолирует нагрузку от провисающего входа.

Диодов Шоттки

достаточно для этих приложений, когда токи ниже нескольких ампер, но для более высоких токов избыточная мощность, рассеиваемая в диоде из-за его прямого падения напряжения, требует лучшего решения. Например, 5 А, протекающие через диод с падением напряжения 0,5 В, тратят впустую 2,5 Вт внутри диода. Это тепло должно рассеиваться с помощью специальной медной области на печатной плате или радиаторов, прикрученных к диоду, оба из которых занимают значительное место. Прямое падение диода также делает его непрактичным для приложений с низким напряжением. Эта проблема требует идеального диода с нулевым прямым падением напряжения для экономии энергии и места.

Идеальный диодный контроллер LTC4352 в тандеме с N-канальным полевым МОП-транзистором создает почти идеальный диод для использования с входным напряжением от 0 до 18 В. Рисунок 1 иллюстрирует простоту этого решения. Эта идеальная диодная схема может заменить силовой диод Шоттки для создания высокоэффективного силового ИЛИ или приложения задержки питания. На рис. 2 показано энергосбережение идеальной диодной схемы по сравнению с диодом Шоттки. 3,5 Вт экономится при 10 А, и экономия увеличивается с увеличением тока нагрузки. Благодаря быстрому динамическому отклику контроллер отлично подходит для низковольтных диодных ИЛИ-приложений, которые более чувствительны к падению напряжения.

 

 

<img src=’https://www.analog.com/-/media/analog/en/landing-pages/technical-articles/0v-to-18v -идеальный-диодный-контроллер-сохраняет-ватты-и-пространство-по-шоттки/figure-1.jpg?w=435 ‘ alt=’Рисунок 1’>

Рис. 1. LTC4352, управляющий N-канальным МОП-транзистором, заменяет силовой диод и связанный с ним радиатор для экономии энергии, площади печатной платы и падения напряжения. Также показано: небольшая площадь печатной платы идеальной диодной схемы с использованием DFN-12 3 мм × 3 мм в корпусе LTC4352 и полевого МОП-транзистора размера SO-8.

 

 

<img src=’https://www.analog.com/-/media/analog/en/landing-pages/technical-articles/0v-to-18v -идеальный-диодный-контроллер-сохраняет-ватты-и-пространство-по-шоттки/figure-2.jpg?w=435 ‘ alt=’Рисунок 2’>

Рис. 2. По мере увеличения тока нагрузки увеличивается и экономия электроэнергии за счет использования идеального диода (LTC4352 + Si7336ADP) вместо силового диода Шоттки (SBG1025L).

Что делает его идеальным?

LTC4352 отслеживает дифференциальное напряжение на клеммах истока («анода») и стока («катода») полевого МОП-транзистора. МОП-транзистор имеет встроенный диод исток-сток, который проводит ток нагрузки при начальном включении питания. Когда входное напряжение выше выходного, MOSFET включается, что приводит к падению прямого напряжения I _LOAD • R _DS(ON) . R _DS(ON) может быть подходящим выбором для обеспечения легкого 10-кратного уменьшения падения напряжения на диоде Шоттки. Когда входной сигнал падает ниже выходного, полевой МОП-транзистор отключается, таким образом имитируя поведение диода с обратным смещением.

Низкоуровневая идеальная технология управления диодами контролирует напряжение на полевом МОП-транзисторе с помощью гистерезисного компаратора. Например, МОП-транзистор может включаться всякий раз, когда входное/выходное напряжение превышает 25 мВ. Однако выбор нижнего порога отключения может оказаться сложной задачей. Установка его на положительное прямое падение напряжения, скажем, 5 мВ, приводит к многократному выключению и включению полевого МОП-транзистора при малых токах нагрузки. Установка отрицательного значения, например –5 мВ, разрешает обратный ток постоянного тока.

LTC4352 реализует метод линейного управления, чтобы избежать проблем метода на основе компаратора. Он управляет затвором полевого МОП-транзистора, поддерживая прямое падение напряжения на МОП-транзисторе на уровне 25 мВ (AMP на рис. 3). При малых токах нагрузки затвор MOSFET немного превышает пороговое напряжение, создавая сопротивление 25 мВ/л·9.0152 ЗАГРУЗКА . По мере увеличения тока нагрузки напряжение на затворе увеличивается, чтобы уменьшить сопротивление полевого МОП-транзистора. В конечном счете, при больших токах нагрузки затвор MOSFET открывается полностью, и прямое падение напряжения возрастает линейно с током нагрузки как I _LOAD • R _DS(ON ). На рис. 4 показана результирующая вольт-амперная характеристика идеального диода.

 

 

<img src=’https://www.analog.com/-/media/analog/en/landing-pages/technical-articles/0v-to-18v -идеальный-диодный-контроллер-экономит-ватты-и-пространство-по-шоттки/figure-3.jpg?w=435 ‘ alt=’Рисунок 3’>

Рис. 3. Упрощенное внутреннее устройство LTC4352.

 

 

<img src=’https://www.analog.com/-/media/analog/en/landing-pages/technical-articles/0v-to-18v -идеальный-диодный-контроллер-сохраняет-ватты-и-пространство-по-шоттки/figure-4.jpg?w=435 ‘ alt=’Рисунок 4’>

Рис. 4. Прямая ВАХ идеального диода LTC4352 в сравнении с диодом Шоттки.

В условиях обратного напряжения на затвор подается низкий уровень, чтобы полностью отключить полевой МОП-транзистор, что позволяет избежать обратного постоянного тока. Линейный метод также обеспечивает плавное переключение токов для медленного пересечения входных источников в приложениях с диодным ИЛИ. Фактически, в зависимости от импеданса полевого МОП-транзистора и дорожки, входные источники питания делят ток нагрузки, когда их напряжения почти равны.

Управление быстрым переключением

Большинство идеальных диодных схем имеют более медленный переходный процесс по сравнению с обычными диодами. С другой стороны, LTC4352 быстро реагирует на изменения входного и выходного напряжения. Мощный драйвер отключает полевой МОП-транзистор, чтобы защитить входное питание и дорожки платы от больших обратных токов. Точно так же драйвер быстро включает переключатель, чтобы ограничить падение напряжения во время переключения питания в приложениях с диодным ИЛИ.

На рис. 5 показано быстрое переключение, происходящее в идеальной схеме диод-ИЛИ 3,3 В. Первоначально В _IN1 обеспечивает полный ток нагрузки, поскольку он выше, чем V _IN2 . В этом состоянии MOSFET Q1 открыт, а Q3 выключен. Короткое замыкание приводит к тому, что V _IN1 падает ниже V _IN2 . Быстрая реакция LTC4352 отключает Q1 и включает Q3, так что теперь ток нагрузки может обеспечиваться V _IN2 . Такое быстрое переключение сводит к минимуму помехи напряжения нагрузки, благодаря чему последующие цепи могут продолжать работать бесперебойно.

 

 

<img src=’https://www.analog.com/-/media/analog/en/landing-pages/technical-articles/0v-to-18v- идеальный-диодный-контроллер-сохраняет-ватты-и-пространство-по-шоттки/figure-5.jpg?w=435 ‘ alt=’Рисунок 5’>

Рис. 5. Идеальное быстрое переключение между диодом и ИЛИ.

Для быстрого включения переключателя в LTC4352 используется внутренний зарядный насос с внешним накопительным конденсатором. Этот конденсатор подключается между выводами CPO и SOURCE. CPO — это выход зарядового насоса, который может обеспечить ток подтяжки до 100 мкА. Накопительный конденсатор накапливает и хранит заряд, который можно использовать для создания переходного тока подтяжки GATE 1,5 А во время быстрого включения. Напряжение накопительного конденсатора падает после быстрого включения, так как оно разделяет заряд с емкостью входного затвора (C _ISS ) МОП-транзистора. Для приемлемого падения значение накопительного конденсатора должно быть примерно в 10 раз больше, чем C _ISS полевого МОП-транзистора.

Легко отключить быстрое включение. Исключение накопительного конденсатора замедляет время нарастания затвора, что определяется током подтяжки CPO C _ISS . Медленное включение затвора может привести к падению нагрузки примерно на вольт ниже входного, поскольку ток протекает через диод в корпусе полевого МОП-транзистора до тех пор, пока канал не усилится. Это может быть приемлемо для приложений с более высоким входным напряжением, например 12 В.

Делайте то, что не делал ни один диод до

LTC4352 выходит за рамки функциональности диода за счет включения защиты от пониженного и перенапряжения на входе, выходов для сообщения о состоянии и информации о неисправностях, обнаружения открытого полевого МОП-транзистора и возможности разрешать обратный ток.

На рис. 6 показана микросхема LTC4352 в схеме с идеальным диодом 5 В с защитой от пониженного и перенапряжения. Выводы UV и OV имеют компараторы с порогом срабатывания 0,5 В и гистерезисом 5 мВ (рис. 3). Резистивные делители от источника питания до этих контактов устанавливают окно входного напряжения, обычно от 4,36 В до 5,78 В, в котором работает идеальная функция диода. Штырь STATUS переходит в низкий уровень, чтобы зажечь зеленый светодиод всякий раз, когда на затворе высокий уровень и питание проходит через внешний MOSFET. Для В _IN за пределами диапазона входного напряжения, затвор удерживается в открытом положении, а на выводе FAULT устанавливается низкий уровень, сигнализируя о неисправности. Красный светодиод D2 обеспечивает визуальную индикацию. Полевые МОП-транзисторы с обратной связью необходимы для блокирования проводимости через встроенные в корпус диоды исток-сток в состоянии низкого уровня затвора. Один полевой МОП-транзистор Q1 можно использовать в том случае, когда достаточно индикации выхода за пределы допустимого диапазона V _IN . Но следует позаботиться о том, чтобы ток нагрузки, протекающий через внутренний диод Q1, когда его затвор имеет низкий уровень, не вызывал чрезмерного рассеивания тепла в MOSFET.

 

 

<img src=’https://www.analog.com/-/media/analog/en/landing-pages/technical-articles/0v-to-18v -идеальный-диодный-контроллер-сохраняет-ватты-и-пространство-по-шоттки/figure-6.jpg?w=435 ‘ alt=’Рисунок 6’>

Рис. 6. Идеальная диодная схема 5 В с защитой от пониженного и перенапряжения на входе. Идеальная функция диода работает при 4,36 В < V _IN < 5,78 В, иначе GATE низкий.

Переключатель MOSFET мог выйти из строя при обрыве цепи или его R _DS(ON) может ухудшиться в течение многих лет эксплуатации, увеличивая падение напряжения на переключателе. Большое падение также возникает, когда через МОП-транзистор протекает чрезмерный ток, возможно, из-за короткого замыкания на выходе. LTC4352 обнаруживает такие сбои и помечает их через свой вывод FAULT. Схема обнаружения обрыва MOSFET срабатывает всякий раз, когда обнаруживает прямое падение напряжения на MOSFET более 250 мВ, даже при открытом затворе. Обратите внимание, что это условие приводит только к тому, что вывод FAULT становится низким, но не предпринимается никаких действий для выключения переключателя. Таблица 1 переводит состояния индикаторов STATUS и FAULT в рабочее состояние LTC4352.

Таблица 1. Рабочее состояние идеального диода LTC4352, на которое указывают индикаторы STATUS и FAULT

Состояние светодиода		Идеальное рабочее состояние диода
СОСТОЯНИЕ Зеленый светодиод	НЕИСПРАВНОСТЬ Красный светодиод	МОП-транзистор	УФ/ОВ
		ВЫКЛ	№
		НА	НЕТ
		ВЫКЛ	ДА
		ОТКРЫТЬ	НЕТ

Вход на выводе REV настраивает поведение LTC4352 при обратном токе. Он имеет низкий уровень для нормальной работы диода, который блокирует протекание обратного тока через внешний полевой МОП-транзистор. При подаче REV выше 1 В затвор полностью открывается до предела, даже в условиях обратного тока.

Только блокировка пониженного напряжения, повышенного напряжения и V _CC блокировки пониженного напряжения может отменить это, чтобы выключить ворота. Эта функция удобна либо в приложениях управления цепью питания, которые допускают протекание обратного тока, либо в целях тестирования.

Контроль пускового тока на плате горячей замены

Когда входная мощность диода проходит через разъем на плате горячей замены, LTC4352 может выполнять двойную функцию по управлению пусковым током. Опять же, для этого приложения требуются встречно-параллельные МОП-транзисторы, чтобы блокировать проводимость через диоды корпуса МОП-транзистора. Пусковой ток ограничивается замедлением скорости нарастания напряжения нагрузки. Это делается путем ограничения dV/dt на затворе MOSFET и работы его в конфигурации исток-повторитель.

На рис. 7 показано приложение, в котором LTC4352 используется для управления пусковым током. Поскольку цель состоит в том, чтобы ограничить dV/dt на затворе, характеристика быстрого включения идеального диода отключена за счет исключения накопительного конденсатора CPO. Ток затвора теперь ограничен током подтяжки CPO 100 мкА. Для дальнейшего снижения dV/dt на затвор добавлена ​​RC-сеть. Резистор развязывает конденсатор при быстром отключении из-за обратного тока или перенапряжения. Резистор R _G предотвращает высокочастотные колебания в Q2.

 

 

&amp;amp;amp;lt;img src=’https://www.analog.com/-/media/analog/en/landing-pages/technical-articles/0v-to-18v -идеальный-диодный-контроллер-сохраняет-ватты-и-пространство-по-шоттки/figure-7.jpg?w=435 ‘ alt=’Рисунок 7’&amp;amp;amp;gt;

Рис. 7. Управление пусковым током.

При «горячем» подключении платы длинные контакты питания контактируют первыми. LTC4352 включается, но удерживает затвор из-за низкого уровня ультрафиолетового излучения. Через несколько миллисекунд задержки установки платы короткий УФ-вывод входит в контакт. Если V _IN выше 10,8 В, затвор MOSFET начинает разгон. МОП-транзистор включается, когда затвор достигает порогового напряжения, и ток начинает заряжать выход. Q2 работает в режиме истокового повторителя и больше всего рассеивает мощность. Его V _DS начинается с V _IN и снижается до 25 мВ/2. Следует позаботиться о том, чтобы мощность, рассеиваемая во время пускового тока, находилась в пределах безопасной рабочей зоны (SOA) полевого МОП-транзистора.

Операция «Приземление»

В _IN рабочий диапазон простирается до 0В. Однако при работе со входами ниже 2,9 В требуется внешний источник питания на выводе V _CC . Это питание должно находиться в диапазоне от 2,9 до 6 В. Для подмножества этого диапазона от 2,9 В до 4,7 В V _IN всегда должно быть меньше, чем V _CC . Между контактами V _CC и GND также необходим обходной конденсатор емкостью 0,1 мкФ. На рис. 8 показана идеальная диодная схема, в которой питание 5 В подает питание на вывод V _CC . В этом случае V _IN может работать от 0В до 18В.

 

 

&amp;amp;amp;lt;img src=’https://www.analog.com/-/media/analog/en/landing-pages/technical-articles/0v-to-18v -идеальный-диодный-контроллер-сохраняет-ватты-и-пространство-по-шоттки/figure-8.jpg?w=435 ‘ alt=’Рисунок 8’&amp;amp;amp;gt;

Рис. 8. Идеальная диодная схема от 0 до 18 В. При питании вывода V _CC от внешнего источника в диапазоне от 4,7 В до 6 В (здесь 5 В), V _IN может работать от 0В до 18В.

Для входных источников питания от 2,9 В до 18 В внешний источник питания на выводе V _CC не требуется. Вместо этого внутренний стабилизатор с малым падением напряжения (LDO на рис. 3) LTC4352, продолжение со страницы 27, генерирует питание 4,1 В на выводе V _CC . Для V _IN ниже 4,1 В, V _CC примерно на 50 мВ ниже V _IN . Конденсатор V _CC емкостью 0,1 мкФ по-прежнему нужен для обхода и стабильности LDO.

Заключение

Постоянной темой проектирования электронных систем является включение большего количества вычислений в меньшие форм-факторы и более жесткие бюджеты мощности. Другой тенденцией является снижение напряжения распределенной мощности, что увеличивает ток для поддержания уровня мощности. Учитывая эти ограничения, разработчики плат должны тщательно проверять каждый диод в силовом тракте с высоким током на предмет потребляемой мощности и занимаемой площади.

Контроллер LTC4352 MOSFET обеспечивает ту же функциональность, что и диод, но с более высокой эффективностью и более низкими температурами, особенно при увеличении тока. Он также включает в себя полезные функции, такие как быстрое управление переключением, работа при 0 В, защита от пониженного и повышенного напряжения, обнаружение открытых полевых МОП-транзисторов, возможность включения обратного тока, возможность горячей замены, а также выходы ошибок и состояния.