根據(jù)雪崩性能選擇肖特基二極管

汽車電子模塊要求采取反向電池保護措施，以避免不良電池操作可能導(dǎo)致的損壞風(fēng)險。肖特基二極管是這種應(yīng)用的首選器件，因為它們具有很低的前向壓降性能。

雖然肖特基二極管能夠很好地滿足上述要求，但它們必須支持ISO7637-2脈沖，因此通常選用具有高擊穿電壓的產(chǎn)品以便通過負(fù)脈沖1和脈沖3a測試--但這無助于取得最好的前向壓降性能，因為肖特基二極管固有的折衷性能遵循這樣的規(guī)則：擊穿電壓越高，前向壓降就越大。

不過調(diào)和這兩種狀態(tài)是有可能的。事實上，肖特基二極管具有在反向狀態(tài)下消耗一些功率的能力--這涉及到PARM參數(shù)(重復(fù)性峰值雪崩功率)。舉例來說，一個擊穿電壓為100V的肖特基二極管一方面支持ISO7637-2標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的負(fù)脈沖1和脈沖3a，另一方面由于具有非常低的壓降因此可以提供非常好的前向工作性能。

本文討論了如何選擇汽車應(yīng)用中的最佳肖特基二極管，才能既保留低前向壓降性能又能通過ISO7637-2脈沖測試。

技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

ISO16750標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)為汽車電源軌可能會發(fā)生某種變化。由于錯誤維護造成的反向電池連接被描述為大風(fēng)險項，電子模塊供應(yīng)商知道應(yīng)該采取一定的措施來處理這個問題。因此他們增加了一個電池反向保護器件來保護他們的電子模塊。

一般來說反向電池保護解決方案是由增加一個串聯(lián)二極管組成的，當(dāng)電池反向連接時這個二極管可以阻止反向電流流動。

圖1：將肖特基二極管用于反向電池保護的有源汽車模塊的典型原理圖。

這種解決方案的缺點之一是，二極管上會產(chǎn)生一定的壓降，因此會消耗一定的功率。基于這個原因，肖特基二極管成為首選產(chǎn)品，因為它的前向壓降要小于傳統(tǒng)的雙極二極管。

惡劣環(huán)境應(yīng)用

汽車電子模塊必須通過ISO7637-2中規(guī)定的數(shù)個正脈沖和負(fù)脈沖測試。

其中最嚴(yán)格的一些脈沖有：

脈沖1：“由于電源從感性負(fù)載斷開而產(chǎn)生的瞬時脈沖”

圖2：ISO7637-2脈沖1。

脈沖2a：“由于線束電感致使與被測設(shè)備(DUT)并聯(lián)的設(shè)備中的電流突然中斷引起的瞬時脈沖

圖3：ISO7637-2脈沖2a。

脈沖2b：“在點火回路切斷后用作發(fā)電機的直流電機產(chǎn)生的瞬時脈沖”

圖4：ISO7637-2脈沖2b。

脈沖3a：“開關(guān)過程導(dǎo)致的瞬時脈沖(負(fù)脈沖)”

圖5：ISO7637-2脈沖3a。

脈沖3b：“開關(guān)過程產(chǎn)生的瞬時脈沖” (正脈沖)

圖6：ISO7637-2脈沖3b。

脈沖4：“由于給內(nèi)燃機的啟動電機加電導(dǎo)致的電壓下降”。

圖7：ISO7637-2脈沖4。

脈沖5b：交流發(fā)電機正在產(chǎn)生充電電流、放過電的電池卻被斷開時發(fā)生的拋負(fù)載(load-dump)瞬時脈沖，前提是交流發(fā)電機具有自動保護功能

圖8：ISO7637-2脈沖5b“鉗位的拋負(fù)載”。

事實上，最嚴(yán)格的正脈沖是脈沖5b，尖峰電壓一般是+36V，持續(xù)時間是300ms，串聯(lián)電阻是0.5Ω。最嚴(yán)格的負(fù)脈沖是脈沖1，它的峰值能達到-100V，持續(xù)時間為2ms，瞬時峰值電流為10A。

脈沖3a的指標(biāo)是-150V、50Ω串聯(lián)電阻和100ns的持續(xù)時間，其能量要比脈沖1小得多--意味著如果肖特基二極管指標(biāo)符合脈沖1要求，那么脈沖3a一點問題也沒有。