一.优点:
1、极低功耗:导通压降仅10-20mV,20A 电流下功耗降至 0.4W(较肖特基二极管降低 97%),无需额外散热片;
2、瞬时响应:反向电流检测响应时间< 1μs,彻底消除反向恢复浪涌,避免对后端芯片的冲击;
3、宽域兼容:部分型号反向耐压可达-65V,覆盖 12V 汽车蓄电池反接(-12V)、24V 工业电源波动等极端场景。
二.目前理想二极管中主流的专用控制器型号及适合场景
1、TI LM74700:65V 耐压,集成过温保护,适合汽车电子电源冗余设计
LM5050-1:75V 耐压,低静态电流(7μA),适用于电池供电的便携式设备;
2、荣湃Pai8150x/Pai8151x 系列:支持背靠背FET 架构、电池反向保护及电源路径冗余,适用于新能源汽车低压系统。
3、美信MX16171:1-50V 宽输入,支持并联扩展电流,工业控制冗余电源首选;
4、芯洲科技SCT53600Q:±65V 耐压,AEC-Q101 认证,车载 ECU、BMS 系统核心防护器件。
三.传统二极管pk 理想二极管
如下表:
器件类型 | 正向压降 | 功耗@20A | 反向耐压上限 | 特点 |
肖特基二极管 | 0.5-0.7V | 10-14W | -200V | 反接耐压低,易击穿 |
普通整流管 | 1.0-1.5V | 20-30W | -1000V | 功耗高,需强制散热 |
PMOS | 低 | 低 | 高 | 贵, 开关在正极 |
NMOS | 低 | 低 | 高 | 便宜,但不理想, 开关在负极 |
理想二极管(NMOSFET+专用控制器) | 低 | 低 | 高 | 不贵, 且开关在正极 |
四.雷卯TVS+理想二极管12V/24V直流电源浪涌保护方案
“双重屏障” 防护逻辑:理想二极管与TVS 的协同需满足 “时间+能量” 双维度配合:
理想二极管:负责反向电流阻断(如荣湃的Pai8151系列在0.75μS内关断)和持续过流保护(如芯洲SCT53600Q 支持 50A 过载 10ms);
雷卯TVS:承担正向浪涌能量泄放(响应时间< 1ns)和电压钳位(雷卯TVS二极管将瞬态电压限制在理想二极管耐压范围内)
12V汽车电子方案(满足 ISO 7637-2 测试)
核心器件:
理想二极管专用控制器:荣湃Pai8150C(-55V至80V耐压,AEC-Q100认证);
TVS:雷卯 SM8S24CA(24V VRWM,38.9V VC,6600W 峰值功率,AEC-Q101 认证)。
参数匹配逻辑:
VRWM=24V(1.2×12V 系统电压),确保正常工作时 TVS 无漏流;
VC=38.9V(
峰值电流IPP=170A(>ISO 7637-2 脉冲 5A 的 100A 需求)。
实测表现:雷卯EMC团队在雷卯实验室环境下验证:
脉冲5A 测试(100V 输入,1Ω 源阻抗,300ms):钳位电压稳定在38.5V;
反接测试(-12V 持续 1min):Pai8150C快速关断,后端电路零损伤。
24V工业控制浪涌防护方案(满足 IEC 61000-4-5 等级 3)
核心器件:
理想二极管:荣湃Pai8150C(-55V至80V耐压);
TVS:雷卯 SMDJ26CA(26V VRWM,42V VC,3000W 峰值功率)。
参数匹配逻辑:
VRWM=26V(1.08×24V 系统电压),适配工业电源波动范围;
VC=42V(
冗余设计可配合雷卯GDT(2R090-5S)组成两级防护,GDT 泄放 80% 浪涌电流(>2kA)。
实测表现:2kV 浪涌测试(8/20μs 波形):系统压降≤5V,后端PLC无复位;
电动汽车12V辅助电池充电控制与浪涌综合防护方案
电动汽车12V辅助电池需解决 3 个问题:
1、充电时可控通断(充满自动关断,避免反向放电);
3、防护两类浪涌:
电压浪涌(雷击、电源尖峰,损伤电路);
电流浪涌(启动时电容充电的大电流,冲击MOSFET)。
上海雷卯方案架构:
前级TVS:钳位瞬态过压,雷卯采用SM8S24CA,满足 ISO 7637-2 测试;
背靠背MOSFET(Q1+Q2):配合控制器实现充电路径开关+ 双向导通;
充电路径通:EN 信号低→Q1、Q2 导通→DC/DC 给电池充电;
充电路径断:电池充满→EN信号高→Q1、Q2关断→切断电路,防反向放电。
控制器阴极(CATHODE)引脚悬空→允许能量反向流动(比如 12V 电池给高压侧电容预充电)。
理想二极管控制器:驱动MOSFET,内置软启动逻辑(通过外接 RC 网络缓启动)。
雷卯通过TVS+理想二极管的科学搭配,不仅能解决传统二极管的功耗与可靠性痛点,更能构建符合国际标准的浪涌防护体系。
雷卯TVS+理想二极管方案推荐TVS料号 | |||||
类型 | 型号 | 描述 | 电流 | 封装 | 应用 |
TVS | SM8S24CA | 24V,双向,87V 1Ω测试 | 170A | DO-218AB | 12V汽车电源P5A测试 |
TVS | 5.0SMDJ24CA | 24V,双向,87V 2Ω测试 | 131A | SMC | |
TVS | SMCJ26CA | 26V,双向,1500W | 35.6A | SMC | 24V工业电源浪涌防护 |
TVS | SMDJ26CA | 26V,双向,3000W | 71.3A | SMC | |
GDT | 2R090-5S | 90V,1.5PF,Bi | 5KA | 2R-5 | |
MOS | LM5D142N06 | 60V,3.1mΩ | 142A | PDFN5*6 | 理想二极管推荐的N MOSFET |
MOS | LMAK50N06 | 60V,25mΩ | 50A | TO-252 |
Leiditech雷卯电子致力于成为电磁兼容解决方案和元器件供应领导品牌,供应ESD、TVS、TSS、GDT、MOV、MOSFET、Zener、电感等产品。雷卯自建免费实验室,拥有一支经验丰富的研发团队,能够根据客户需求提供个性化定制服务,为客户提供最优质的解决方案。
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