理想二極管是什么二極管？深度解析內(nèi)部實(shí)現(xiàn)邏輯！

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大家好啊，想必大家一定見過下圖的這個(gè)經(jīng)典的電路圖，這個(gè)圖在樹莓派3B的電路板上有使用，從原理圖的注釋也很容易猜到，這是電路是分立器件搭建的一個(gè)理想二極管電路，它實(shí)現(xiàn)的功能是單向?qū)ǎ捶乐闺娐钒宓碾娏鞒鋈ィ乐沟构酂龤獠縐SB之類的。下圖是樹莓派3B的原理圖中的這個(gè)電路：

那么為了大家不知道理想二極管是什么，我先介紹一下理想二極管的特性：

理想二極管是一種理想化的二極管模型，其特點(diǎn)是正向?qū)〞r(shí)幾乎沒有壓降，反向阻斷時(shí)電流幾乎為零，實(shí)現(xiàn)了單向?qū)щ姽δ堋Ｔ陔娐分校愃埔粋€(gè)開關(guān)，只允許電流從正極流向負(fù)極，而阻止反向流動(dòng)，從而保護(hù)電路免受反向電流損害。

那么本期并不是分析這個(gè)樹莓派3B上的理想二極管電路，因?yàn)槠渚哂幸欢ǖ木窒扌裕措娏魇躋3管子的Ids限制，以及輸出電壓受到MOS管Vgs限制，以及對(duì)U14的兩顆PNP三極管的匹配度有很強(qiáng)相關(guān)，并且還有一個(gè)局限性就是我計(jì)算算暈了。

本期要分析的是一個(gè)有一定集成度的理想二極管芯片MPQ5852，支持5~36V的輸入電壓，其典型應(yīng)用圖如下所示：

乍看這么多外圍器件，不要怕，待我們一起來慢慢解析。我們可以先看一下內(nèi)部框圖，然后可以有助于我們理解典型應(yīng)用框圖：

相信這樣標(biāo)注出來應(yīng)該大家就可以看懂內(nèi)部邏輯了吧，也知道典型應(yīng)用圖是怎么一回事了吧。好的那么本期的推文就到此結(jié)束，感謝大家的觀看~（哈哈，假裝搞完了）

那么從原理框圖我們應(yīng)該看出來了大體的邏輯，就是判斷+控制+驅(qū)動(dòng)+使能四個(gè)部分。使能的話大家都很懂，高電平低電平控制開關(guān)，很簡(jiǎn)單。檢測(cè)的話分為三個(gè)，第一個(gè)是錯(cuò)誤的輸出狀態(tài)FT管腳如果欠壓了等會(huì)輸出低電平（開漏需要外部上拉）。然后負(fù)載電壓檢測(cè)，當(dāng)比設(shè)定電壓VMIN UV falling threshold低的時(shí)候就輸出低電壓。然后是BVM是作為Source電壓檢測(cè)輸出，當(dāng)?shù)陀趦?nèi)部VUV_BVM_F的時(shí)候輸出低電平。

然后VS管腳是作為一個(gè)模擬量輸出，其和Source電壓有一個(gè)倍率關(guān)系（可能內(nèi)部集成了電阻分壓吧），下圖是VS的規(guī)格書截圖：

這個(gè)也是在典型應(yīng)用圖中VS需要外接RC濾波器的原因，因?yàn)閂S是一個(gè)模擬量輸出，可以連接到單片機(jī)的ADC端口檢測(cè)Source電壓：

然后我們?cè)俜治鲎钭詈猛娴牟糠郑褪沁@個(gè)驅(qū)動(dòng)部分。這部分我感覺是這個(gè)芯片設(shè)計(jì)的最好玩的部分。從剛才分析的芯片原理框圖我們可以看到，在其內(nèi)部是有一個(gè)開關(guān)電源在的，那么為什么這個(gè)芯片內(nèi)部需要一個(gè)開關(guān)電源呢？這不是一個(gè)理想二極管芯片嗎？

其實(shí)這個(gè)也很好理解，就是他要造一個(gè)浮在Source上的一個(gè)電壓，這樣才能驅(qū)動(dòng)NMOS來做理想二極管。不知道你有沒有注意到，這個(gè)理想二極管的控制MOS管并非我們常用的PMOS，而是一個(gè)NMOS哦~

我就用我抽象的畫筆畫一下電流路徑，可以看到當(dāng)這個(gè)開關(guān)電路工作的時(shí)候就是這樣，先通過藍(lán)色路徑充電給電感，然后綠色續(xù)流路徑給電容充電。由于C2的上端是Drain的電壓，所以電容的下端的電壓自然就被抬上去了（浮起來了），然后這個(gè)電容的電再給芯片內(nèi)部的MOS管驅(qū)動(dòng)電路供電，這樣自然而然的就可以驅(qū)動(dòng)NMOS啦~

這樣是不是就清楚了？真是一個(gè)奇妙的設(shè)計(jì)哈哈！這樣浮地就可以驅(qū)動(dòng)NMOS做上管控制電源啦~

然后就是最后一部分，就是輸入電壓的判斷部分，這個(gè)也是理想二極管的邏輯控制部分（讓電路像一個(gè)二極管一樣工作），我們可以看到這個(gè)NMOS的驅(qū)動(dòng)部分采用了三個(gè)比較器，我理解的是當(dāng)源極Source電壓大于漏極電壓20mV，內(nèi)部穩(wěn)壓器就可以工作。然后當(dāng)漏極電壓大于源極電壓75mV就快速打開NMOS。當(dāng)漏極電壓小于源極電壓4mV就關(guān)斷NMOS。這樣邏輯就和二極管一致了。并且由于是使用的MOS管，其可以保證優(yōu)秀的低壓降特性20mV（這個(gè)是普通二極管無法達(dá)到的）

那么本期的分享就到此結(jié)束咯~

關(guān)于這顆理想二極管控制芯片的其他情況我丟一篇MPS論壇文章在閱讀原文，大家可以點(diǎn)擊一下把自己嗖地傳送過去MPS的工程師寫的哦，很詳細(xì)！

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