根據雪崩性能選擇肖特基二極管

汽車(chē)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致的損壞風(fēng)險。肖特基二極管是這種應用的首選器件，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(mǎn)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(guò)負脈沖1和脈沖3a測試--但這無(wú)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則：擊穿電壓越高，前向壓降就越大。

不過(guò)調和這兩種狀態(tài)是有可能的。事實(shí)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(重復性峰值雪崩功率)。舉例來(lái)說(shuō)，一個(gè)擊穿電壓為100V的肖特基二極管一方面支持ISO7637-2標準中規定的負脈沖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(chē)應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(guò)ISO7637-2脈沖測試。

技術(shù)發(fā)展現狀

ISO16750標準認為汽車(chē)電源軌可能會(huì )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，電子模塊供應商知道應該采取一定的措施來(lái)處理這個(gè)問(wèn)題。因此他們增加了一個(gè)電池反向保護器件來(lái)保護他們的電子模塊。

一般來(lái)說(shuō)反向電池保護解決方案是由增加一個(gè)串聯(lián)二極管組成的，當電池反向連接時(shí)這個(gè)二極管可以阻止反向電流流動(dòng)。

圖1：將肖特基二極管用于反向電池保護的有源汽車(chē)模塊的典型原理圖。

這種解決方案的缺點(diǎn)之一是，二極管上會(huì )產(chǎn)生一定的壓降，因此會(huì )消耗一定的功率?；谶@個(gè)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的雙極二極管。

惡劣環(huán)境應用

汽車(chē)電子模塊必須通過(guò)ISO7637-2中規定的數個(gè)正脈沖和負脈沖測試。

其中最嚴格的一些脈沖有：

脈沖1：“由于電源從感性負載斷開(kāi)而產(chǎn)生的瞬時(shí)脈沖”

圖2：ISO7637-2脈沖1。

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

圖3：ISO7637-2脈沖2a。

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

圖4：ISO7637-2脈沖2b。

脈沖3a：“開(kāi)關(guān)過(guò)程導致的瞬時(shí)脈沖(負脈沖)”

圖5：ISO7637-2脈沖3a。

脈沖3b：“開(kāi)關(guān)過(guò)程產(chǎn)生的瞬時(shí)脈沖” (正脈沖)

圖6：ISO7637-2脈沖3b。

脈沖4：“由于給內燃機的啟動(dòng)電機加電導致的電壓下降”。

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(guò)電的電池卻被斷開(kāi)時(shí)發(fā)生的拋負載(load-dump)瞬時(shí)脈沖，前提是交流發(fā)電機具有自動(dòng)保護功能

圖8：ISO7637-2脈沖5b“鉗位的拋負載”。

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

脈沖3a的指標是-150V、50Ω串聯(lián)電阻和100ns的持續時(shí)間，其能量要比脈沖1小得多--意味著(zhù)如果肖特基二極管指標符合脈沖1要求，那么脈沖3a一點(diǎn)問(wèn)題也沒(méi)有。