一种基于MOS管的大电流低压差二极管等效电路制造技术

本发明专利技术涉及一种基于MOS管的大电流低压差二极管等效电路。通过采用大功率MOS管的较低的导通阻抗进行二极管的设计。优点在于功率可以做很大，且整个电路发热小，电气性能优于肖特基二极管特性，整个电路成本低。

【技术实现步骤摘要】
一种基于MOS管的大电流低压差二极管等效电路
本专利技术属于灵活互动智能用电和需求响应领域，尤其涉及一种基于MOS管的大电流低压差二极管等效电路。
技术介绍
电子技术发展越来越快，电子产品也是日新月异，几乎所有的产品里面都少不了二极管的使用，应用功能也是各异，有整流的、稳压的、开关的等等。肖特基二极管与普通二极管：硅管的初始导通压降是0.5V左右，正常导通压降是0.7V左右，在接近极限电流情况下导通压降是1V左右；锗管的初始导通压降是0.2V左右，正常导通压降是0.3V左右，在接近极限电流情况下导通压降是0.4V左右，肖特基二极管的初始导通压降是0.4V左右，正常导通压降是0.5V左右，在接近极限电流情况下导通压降是0.8V左右。两种二极管都是单向导电，可用于整流场合。区别是普通硅二极管的耐压可以做得较高，但是它的恢复速度低，只能用在低频的整流上，如果是高频的就会因为无法快速恢复而发生反向漏电，最后导致管子严重发热烧毁;肖特基二极管的耐压能常较低，但是它的恢复速度快，可以用在高频场合，故开关电源采用此种二极管作为整流输出用，尽管如此，开关电源上的整流管温度还是很高的。肖特基二极管是以金属和半导体接触形成的势垒为基础的二极管，简称肖特基二极管(SchottkyBarrierDiode)，具有正向压降低(0.4--0.5V)、反向恢复时间很短(10-40纳秒)，而且反向漏电流较大，耐压低，一般低于150V，多用于低电压场合。这两种管子通常用于开关电源。肖特基二极管和快恢复二极管区别：前者的恢复时间比后者小一百倍左右，前者的反向恢复时间大约为几纳秒~!前者的优点还有低功耗，大电流，超高速~!电气特性当然都是二极管阿~!快恢复二极管在制造工艺上采用掺金，单纯的扩散等工艺，可获得较高的开关速度,同时也能得到较高的耐压.目前快恢复二极管主要应用在逆变电源中做整流元件。但是经过研究表明，虽然上述二极管具有较低的导通电压，但是流通电流大概在5A以下，针对大电流应用场合应用存在一定安全风险，目前公司项目上需要将多个蓄电池进行并联使用，为了防止电池间相互影响，在所有电池正极需要接入一个大功率二极管，电池只能对外输出，不允许其他电池对其进行充电。图1为目前常用的肖特基二极管正向流通电流与正向压降曲线图，从图中可得到如下几个信息：1、正向电流在1A以下时二极管电压在0.4V以下，且随电流增加电压变化较小，2、电流1A以上时正向压降随着电流增加电压变化很快，在10A时压降为0.6V，到50A时压降就到1.6V。根据功率公式：P=U*I=50A*1.6V=80W（50A正向电流），10A*0.6V=6W（10A正向电流），在一个二极管上消耗如此大的功耗，二极管发热相当高，如果需要长时间运行二极管必须按照庞大的散热系统，因为温度与正向电流存在如图2的曲线，图2反应随着二极管温度的升高，必须降低流通电流，不然二极管会烧毁。针对上述问题，经过研究发现目前常用的MOS管具备很大的电流承载能力，可轻松实现几十安培的开关，且不需要庞大的散热系统，但是MOS管不具备二极管单向导通特性，因此需要外接主动干预才能实现。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于MOS管的大电流低压差二极管等效电路，用于解决大电流单向流通，降低单向流通器件自身损耗，提供系统效率等问题。在本专利技术一实施例中，为实现上述目的，本专利技术的技术方案是：一种基于MOS管的大电流低压差二极管等效电路，包括MOS管、比较器、第一至第五电阻、第一至第二电容；所述MOS管的一端、第一电阻的一端相连接至供电端，MOS管的另一端与第二电阻的一端、第三电阻的一端、第一电容的一端相连接至受电端，MOS管的控制端与第二电阻的另一端相连接至比较器的输出端，第一电阻的另一端与第四电阻的一端、第二电容的一端相连接至比较器的反相输入端，第四电阻的另一端与第二电容的另一端相连接至GND端，第三电阻的另一端与第一电容的另一端、第五电阻的一端相连接至比较器的同相输入端，第五电阻的另一端连接至GND，比较器的电源端、接地端分别连接至VCC端、GND端；所述二极管等效电路工作方式为：当供电端正常供电时，电流由供电端通过MOS管流向受电端，此时，MOS管两端产生电压差值，该电压差值通过第一电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻组成的采集网络分压后给输入比较器的反相输入端、同相输入端，由于MOS管一端的电压高于MOS管另一端的电压，因此比较器反相输入端的电压高于同相输入端电压，比较器输出低电平，使得MOS管控制端为低电平，MOS管完全导通；当供电端停止供电时，由于MOS管处于导通状态，存在受电端反向向供电端提供电流，因此存在上述的逆过程，MOS管一端的电压低于MOS管另一端的电压，此时比较器同相输入端的电压高于反相输入端电压，比较器输出高电平，使得MOS管被强制关断，反向流动的电流回路被切断，因此实现二极管反向截止特性。在本专利技术一实施例中，所述MOS管采用低通阻抗的MOS管，由此使得MOS管完全导通时，整个电路实现极低的正向压降。在本专利技术一实施例中，所述第五电阻的阻值高于第一至第四电阻。在本专利技术一实施例中，所述比较器采用LM139AD。相较于现有技术，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术电路充分考虑二极管工作特性，降低二极管在大电流正向流通时的压降，并可快速关断反向电流。附图说明图1为目前常用的肖特基二极管正向流通电流与正向压降曲线图。图2为二极管温度与正向电流的曲线关系图。图3为本专利技术的一种基于MOS管的大电流低压差二极管等效电路图。具体实施方式下面结合附图，对本专利技术的技术方案进行具体说明。本专利技术提供了一种基于MOS管的大电流低压差二极管等效电路，包括MOS管、比较器、第一至第五电阻、第一至第二电容；所述MOS管的一端、第一电阻的一端相连接至供电端，MOS管的另一端与第二电阻的一端、第三电阻的一端、第一电容的一端相连接至受电端，MOS管的控制端与第二电阻的另一端相连接至比较器的输出端，第一电阻的另一端与第四电阻的一端、第二电容的一端相连接至比较器的反相输入端，第四电阻的另一端与第二电容的另一端相连接至GND端，第三电阻的另一端与第一电容的另一端、第五电阻的一端相连接至比较器的同相输入端，第五电阻的另一端连接至GND，比较器的电源端、接地端分别连接至VCC端、GND端；所述二极管等效电路工作方式为：当供电端正常供电时，电流由供电端通过MOS管流向受电端，此时，MOS管两端产生电压差值，该电压差值通过第一电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻组成的采集网络分压后给输入比较器的反相输入端、同相输入端，由于MOS管一端的电压高于MOS管另一端的电压，因此比较器反相输入端的电压高于同相输入端电压，比较器输出低电平，使得MOS管控制端为低电平，MOS管完全导通；当供电端停止供电时，由于MOS管处于导通状态，存在受电端反向向供电端提供电流，因此存在上述的逆过程，MOS管一端的电压低于MOS管另一端的电压，此时比较器同相输入端的电压高于反相输入端电压，比较器输出高电平，使得MOS管被强制关断，反向流动的电流回路被切断，因此实现二极管反向截止特性。所述MOS管采用低通阻抗的MOS管，由此使得MOS管完全导通时，整个电路实现极低的正向压降。所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于MOS管的大电流低压差二极管等效电路，其特征在于，包括MOS管、比较器、第一至第五电阻、第一至第二电容；所述MOS管的一端、第一电阻的一端相连接至供电端，MOS管的另一端与第二电阻的一端、第三电阻的一端、第一电容的一端相连接至受电端，MOS管的控制端与第二电阻的另一端相连接至比较器的输出端，第一电阻的另一端与第四电阻的一端、第二电容的一端相连接至比较器的反相输入端，第四电阻的另一端与第二电容的另一端相连接至GND端，第三电阻的另一端与第一电容的另一端、第五电阻的一端相连接至比较器的同相输入端，第五电阻的另一端连接至GND，比较器的电源端、接地端分别连接至VCC端、GND端；所述二极管等效电路工作方式为：当供电端正常供电时，电流由供电端通过MOS管流向受电端，此时，MOS管两端产生电压差值，该电压差值通过第一电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻组成的采集网络分压后给输入比较器的反相输入端、同相输入端，由于MOS管一端的电压高于MOS管另一端的电压，因此比较器反相输入端的电压高于同相输入端电压，比较器输出低电平，使得MOS管控制端为低电平，MOS管完全导通；当供电端停止供电时，由于MOS管处于导通状态，存在受电端反向向供电端提供电流，因此存在上述的逆过程，MOS管一端的电压低于MOS管另一端的电压，此时比较器同相输入端的电压高于反相输入端电压，比较器输出高电平，使得MOS管被强制关断，反向流动的电流回路被切断，因此实现二极管反向截止特性。...

【技术特征摘要】
1.一种基于MOS管的大电流低压差二极管等效电路，其特征在于，包括MOS管、比较器、第一至第五电阻、第一至第二电容；所述MOS管的一端、第一电阻的一端相连接至供电端，MOS管的另一端与第二电阻的一端、第三电阻的一端、第一电容的一端相连接至受电端，MOS管的控制端与第二电阻的另一端相连接至比较器的输出端，第一电阻的另一端与第四电阻的一端、第二电容的一端相连接至比较器的反相输入端，第四电阻的另一端与第二电容的另一端相连接至GND端，第三电阻的另一端与第一电容的另一端、第五电阻的一端相连接至比较器的同相输入端，第五电阻的另一端连接至GND，比较器的电源端、接地端分别连接至VCC端、GND端；所述二极管等效电路工作方式为：当供电端正常供电时，电流由供电端通过MOS管流向受电端，此时，MOS管两端产生电压差值，该电压差值通过第一电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻组成的采集网络分压后给输入比较器的反相输入端、同相输入端，由于MOS管一...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁茂林，陈珂，
申请(专利权)人：福建和盛高科技产业有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35