再谈车载电子防反接电路

lbyzsf

关于reverse battery protection cirucit ,之前和大家一起总结过。可参阅：[color=var(--weui-LINK)]车载电子典型防反接电路分析

如前文中提到的：使用schottky diode的优势是其reverse current blocking 作用，应对各种pulse测试特别好用。但是大功耗的系统中由于二极管自身功耗的问题就没办法使用了。有没有两全其美的方案呢？当然有，市面上出现了专门针对车载应用场景的器件，ideal diode controller。今天就和大家一起来了解下。

01

Ideal diode controller的前世

其实这个东东之前就存在，咱们还要从工业服务器中常用的电源冗余电路说起。如下图左边，用schottky diode进行电源冗余备份同样存在着压降和功耗问题，右边使用专门的mosfet控制器，要注意mosfe内部寄生二极管没有show出来。控制器检测到mosfet的D和S之间的正压差时就认为power supply 有问题，所以关掉一个power supply, 另一个就无缝补上。

01Ideal diode controller的今生

把前面提到的器件稍作改良应用到车载领域就是 Ideal Diode Controller.如字面意思，理想的二极管。想象一下这个东西结合了schottky diode 的反向blocking的特点，同时正向导通几乎没有压降，更不要提什么功耗问题。当然也有不用叫法，比如smart fet 或者Active Rectifier Controller。

下图为Ideal diode的典型电路。Nmosfet 作为passing fet, 反向的时候内置二极管可以blocking 反向电流。Battery正向的时候，通过mosfet内部二极管导通到drain. 然后内部的charge pump 负责驱动Nmos, 保证Gate 电压源高于source电压。保证足够低的正向rds on。同时候，内部集成的比较器侦测是否有反向电流产生，检测的反向后，内部逻辑快速关断Nmosfet。

下图为TI的一颗产品的内部框图，比较详细一点。

03

典型应用

如下图典型应用，D1作为traisient proteciton, 一般此处可用两个二极管背靠背保护。

这种器件都带有on off功能，可通过IO去控制。如下，这颗器件本身是有一个on off的引脚的，至于为什么不直接用on off pin去控制，我想可能是芯片有些bug吧。

另外一家的产品，大体一致，细节处有些许区别,在这不做介绍。

只是在这提一下此处TVS的选择。一方面要满足叠加pulse 测试的时候后端电压不要超过40V以免损坏controller和其他器件(具体要看器件手册），另外一个就是TVS本身不要损坏。所以此处的TVS Vbr选取不能过大，特别是随温度增加Vbr也会增加，大了以后容易出现超过40V的情况，另外太小了自身吸收能力太大，有可能会损坏。典型值33V左右的比较合适。当然一般知道OEM的pulse 5b要求以后可以适当选型已达最优的结果。

03

使用效果

因setup比较麻烦，此处引用供应商的测试数据。主要是考量ISO7637和ISO16750的部分测试。

Pulse 1的情况，类似二极管的效果。

叠加交流耦合的情况。

输入短暂跌落，后级电压几乎没变化

在这要顺便提一下某个OEM的测试要求，电压跌落到0v保持几个ms,  要求MCU要正常工作不能报fault。这种情况下用这个Ideal Diode Controller就好用多了，要不然不知道后面的大电容要放多大才能hold住。

05

Summary

总结一下，Ideal diode controller 主要一下优点：

1,Low forward conduction loss

2,Fast reverse blocking

3,Low shutdown curret

4,Fast load transient response

但是典型的缺点就是贵。当然对于面向高级别辅助驾驶的产品就不在乎这点钱了。也有牛人用分离电路搭出了类似的方案，因为不是本人的原创，在这不做说明。简言之就是对照芯片框图结合模电知识。

声明：

以上仅为个人观点。更多分享，欢迎关注“硬核汽车电子”公众号

evajackson

f非常好的介绍。

evajackson

谢谢.非常好的介绍。