理想ダイオードとは

理想ダイオードはNch MOSFETのゲート電圧制御で、Nch MOSFETを超低順電圧ダイオードのように動作させる制御回路です。

理想ダイオードコントローラーがMOSFETのゲート電圧を制御し、DrainからSourceに通電します。

理想ダイオード・コントローラーの主要回路ブロック

理想ダイオード・コントローラーの主要回路ブロックは以下で構成されます。

 

1. Charge Pump:Nch MOSFETのゲート電圧生成用昇圧電源

Nch MOSFETをハイサイド駆動するには、Nch MOSFETのゲート電圧を、入力電圧より5Vほど高い電圧に必要で、昇圧チャージポンプにて入力端子電圧より11.5V高い電圧を生成します。

 

2. Hysteric Gate Driver:Nch MOSFETゲートドライバー

IN端子とOUT端子の端子間電位差(Nch MOSFETのDrainーSource間の電位降下)が数10mV未満になるよう、Nch MOSFETのゲート電圧を制御します。

 

3. Reverse Current Comparator : 逆流電流検知コンパレーター

IN端子電圧がOUT端子電圧より30mV以上低くなると、内蔵Nch MOSFETにてゲート電圧をソース電圧まで下げ、Nch MOSFETの逆流電流を停止します。

理想ダイオードのメリット:放熱機構を簡素化し電力損失を改善

理想ダイオードはパワーダイオードの順電圧降下による7.0Wの損失を0.5Wに低減し、放熱機構の簡素化が可能です。電力損失は全体の0.5%に改善します。

理想ダイオードのラインナップ

アナログ・デバイセズ社は様々ニーズにこたえる豊富なラインナップを用意しています。

低消費電流の理想ダイオード・コントローラー LTC4372/4373

LTC4372/LTC4373は動作時5uA・シャットダウン時0.5uAという低い自己消費電流と、2.5V~80Vという広い電源電圧、8ピンMOPもしくはDFN(3mm×3mm)という小型パッケージの理想ダイオード・コントローラーです。

 

LTC4372/LTC4373の詳細及び評価ボードキャンペーンに関する動画をご覧ください。

 

LTC4372/LTC4373の主な特徴は以下になります。

 

◼ パワー・ダイオードとの置き換えで、電力損失を低減
◼ 低自己消費電流:5uA(動作時)、0.5uA(シャットダウン時)
◼ 広い動作電圧範囲:2.5V~80V
◼ –28Vまでの逆電源保護
◼ ハイサイド外付けNチャンネルMOSFETの駆動
◼ バックツーバックMOSFETを接続して、突入電流の制御が可能
◼ 1.5μs以内の高速な逆電流ターンオフ
◼ 8ピンMSOPパッケージおよび3mm×3mm DFNパッケージ

 

LTC4372は2uA プルアップ電流源を内蔵し、高抵抗の使用を避けられます。オンオフ回路にプルアップ回路が必要な場合はLTC4372をご検討ください。

アプリケーション例

  • オートモーティブ・バッテリーの保護
  • 冗長な電源
  • ポータブル計装機器
  • ソーラー・パワー・システム
  • エナジー・ハーベスティング・アプリケーション
  • 電源停止

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本記事では、アナログ・デバイセズの理想ダイオードについて紹介をさせていただきました。詳細を知りたいという方は以下からお問い合わせください。

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