CN210776688U

CN210776688U - 一种极低成本的理想二极管电路装置

Info

Publication number: CN210776688U
Application number: CN201922029133.2U
Authority: CN
Inventors: 陈义平; 龚卫东
Original assignee: Jiangsu Dongfang Saiyun Electronic Technology Co ltd
Current assignee: Jiangsu Dongfang Saiyun Electronic Technology Co ltd
Priority date: 2019-11-22
Filing date: 2019-11-22
Publication date: 2020-06-16
Anticipated expiration: 2029-11-22

Abstract

本实用新型公开了一种极低成本的理想二极管电路装置，包括PCB板，PCB板上安装有二极管电路模块、电源模块和外围电路模块，电源模块分别电性连接二极管电路模块和外围电路模块，二极管电路模块包括PMOS管、第一三极管和第二三极管，PMOS管d极分别接Vi端和第一三极管发射极，PMOS管s极分别接V0端和第二三极管发射极，PMOS管g极分别连接第二三极管集电极和第二电阻一端，第一三极管基极分别连接第一三极管集电极和第一电阻一端，第二三极管基极与第一三极管基极连接，第一电阻和第二电阻另一端均接地，本实用新型采用一对匹配的PNP三极管对实现一个性能优良的电压比较器，从而建立理想二极管的电路结构。电路实现简单可靠，有较好的经济价值。

Description

一种极低成本的理想二极管电路装置

技术领域

本实用新型涉及二极管电路装置技术领域，具体为一种极低成本的理想二极管电路装置。

背景技术

理想二极管：导通压降近乎于0，通常约为几十mV，损耗极低，是传统使用肖特基二极管实现电源并联的优良替代方案。经济性是体现其性能指标的重要因素。

传统使用肖特基二极管实现电源并联或者反极性保护时，损耗大，经济性不佳，也不符合现代主流社会提倡的低碳环保理念。

国外有很多理想二极管芯片，但是采购成本高，周期长，对于理想二极管的普及使用存在较高成本门槛。可以说，主流解决方案难以普及应用的主要障碍在于成本较高，采购困难，周期长。

目前市场上的理想二极管主要是以集成芯片的形式在市场中流通，基本设计思路都是采用比较器比较两极间的电压来控制MOS管的开启程度的技术理论实现理想二极管的特性，特点是集成度高，价格高昂，单价动辄人民币十几元一颗，从而限制了理想二极管的普及应用。而这个市场是极其广大的，很多设计者碍于成本高昂，不得已妥协采用大电流高能耗的肖特基二极管。一颗典型理想二极管的设计如图1所示，可以看出，这样的设计非常复杂，采用分立元件设计非常困难，并且难以保障一致性，内部都是采用高性能比较器，单颗高性能比较器价格都比较昂贵，因此这类设计成本高也是很普遍的。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种极低成本的理想二极管电路装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种极低成本的理想二极管电路装置，包括PCB板，所述PCB板上安装有二极管电路模块、电源模块和外围电路模块，所述电源模块分别电性连接二极管电路模块和外围电路模块。

优选的，所述二极管电路模块包括PMOS管、第一三极管和第二三极管，其特征在于：所述PMOS管d极分别接Vi端和第一三极管发射极，所述PMOS管s极分别接V0端和第二三极管发射极，所述PMOS管g极分别连接第二三极管集电极和第二电阻一端，所述第一三极管基极分别连接第一三极管集电极和第一电阻一端，所述第二三极管基极与第一三极管基极连接，所述第一电阻和第二电阻另一端均接地。

优选的，所述第一三极管和第二三极管对称设置，且所述第一三极管和第二三极管均采用PNP管。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型采用一对匹配的PNP三极管对实现一个性能优良的电压比较器，从而建立理想二极管的电路结构。电路实现简单可靠，有较好的经济价值，该设计相比国外集成理想二极管芯片，依照同样参数和规格，成本大约是其1/20-1/10。同时设计中的元器件属于普通器件，容易采购，成本低廉。

附图说明

图1为现有技术的电路原理图；

图2为本实用新型结构示意图；

图3为本实用新型二极管电路模块电路原理图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图2-3，本实用新型提供一种技术方案：一种极低成本的理想二极管电路装置，包括PCB板1，所述PCB板1上安装有二极管电路模块2、电源模块3和外围电路模块4，所述电源模块3分别电性连接二极管电路模块2和外围电路模块4；其中，电源模块和外围电路模块均是现有技术中的电路，本案不需要进行继续描述。

本实用新型中，二极管电路模块2包括PMOS管5、第一三极管6和第二三极管7，其特征在于：所述PMOS管5d极分别接Vi端和第一三极管6发射极，所述PMOS管5s极分别接V0端和第二三极管7发射极，所述PMOS管5g极分别连接第二三极管7集电极和第二电阻8一端，所述第一三极管6基极分别连接第一三极管6集电极和第一电阻9一端，所述第二三极管7基极与第一三极管6基极连接，所述第一电阻9和第二电阻8另一端均接地；第一三极管6和第二三极管7对称设置，且所述第一三极管6和第二三极管7均采用PNP管。对称设置的两个三极管构建高精密电流镜电路，实现高精密电压比较器，其输出驱动PMOS管栅极进而控制PMOS管的开启和关闭程度实现理想二极管特性。

工作原理：假定Vi= 5V，第一电阻阻值=第二电阻阻值。

当Vi 稍大于 Vo时，假定Vo=4.9V，第一三极管 Veb1=0.6V，Vb=Vi-Veb1=5-0.6=4.4V。第二三极管Veb2=Vo-Vb=4.9-4.4=0.5V < 0.6V，第二三极管将处于截止模式，PMOS管Vgs=-Vo=-4.9V，PMOS管将完全导通。Vo将增大至无限接近Vi，电流由Vi流向Vo。

当Vi = Vo =5V时，第一三极管、第二三极管 Vbe匹配对称，Veb1=Veb2=0.6V，PMOS管 Vgs=-Vec2=-Vec1=-Veb1=-0.6V，PMOS管将处于关闭状态。

当Vo 稍大于 Vi时，假定Vo=5.1V，第二三极管Veb2=0.6V，Vb=Vo-Veb2=5.1-0.6=4.5V。第一三极管 Veb1=Vi-Vb=5-4.5=0.5V，第一三极管将处于截止模式，M1 Vgs=-Vec2(sat)=-0.3V 。PMOS管关闭，电流反向阻断。该设计简约之处采用容易实现的电流镜电路实现高稳定性的电压比较器输出来控制PMOS的开启与关断，实现一个优良的理想二极管特性。

综上所述，本实用新型采用一对匹配的PNP三极管对实现一个性能优良的电压比较器，从而建立理想二极管的电路结构。电路实现简单可靠，有较好的经济价值，该设计相比国外集成理想二极管芯片，依照同样参数和规格，成本大约是其1/20-1/10。同时设计中的元器件属于普通器件，容易采购，成本低廉。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims

1.一种极低成本的理想二极管电路装置，包括PCB板（1），其特征在于：所述PCB板（1）上安装有二极管电路模块（2）、电源模块（3）和外围电路模块（4），所述电源模块（3）分别电性连接二极管电路模块（2）和外围电路模块（4）。

2.根据权利要求1所述的一种极低成本的理想二极管电路装置，其特征在于：所述二极管电路模块（2）包括PMOS管（5）、第一三极管（6）和第二三极管（7），所述PMOS管（5）d极分别接Vi端和第一三极管（6）发射极，所述PMOS管（5）s极分别接V0端和第二三极管（7）发射极，所述PMOS管（5）g极分别连接第二三极管（7）集电极和第二电阻（8）一端，所述第一三极管（6）基极分别连接第一三极管（6）集电极和第一电阻（9）一端，所述第二三极管（7）基极与第一三极管（6）基极连接，所述第一电阻（9）和第二电阻（8）另一端均接地。

3.根据权利要求2所述的一种极低成本的理想二极管电路装置，其特征在于：所述第一三极管（6）和第二三极管（7）对称设置，且所述第一三极管（6）和第二三极管（7）均采用PNP管。