根據雪崩性能選擇肖特基二極體

汽車電子模塊要求採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險。肖特基二極體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。

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雖然肖特基二極體能夠很好地滿足上述要求，但它們必須支持ISO7637-2脈衝，因此通常選用具有高擊穿電壓的產品以便通過負脈衝1和脈衝3a測試--但這無助於取得最好的前向壓降性能，因為肖特基二極體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。

不過調和這兩種狀態是有可能的。事實上，肖特基二極體具有在反向狀態下消耗一些功率的能力--這涉及到PARM參數(重複性峰值雪崩功率)。舉例來說，一個擊穿電壓為100V的肖特基二極體一方面支持ISO7637-2標準中規定的負脈衝1和脈衝3a，另一方面由於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用中的最佳肖特基二極體，才能既保留低前向壓降性能又能通過ISO7637-2脈衝測試。

技術發展現狀

ISO16750標準認為汽車電源軌可能會發生某種變化。由於錯誤維護造成的反向電池連接被描述為大風險項，電子模塊供應商知道應該採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二極體組成的，當電池反向連接時這個二極體可以阻止反向電流流動。

圖1：將肖特基二極體用於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，二極體上會產生一定的壓降，因此會消耗一定的功率。基於這個原因，肖特基二極體成為首選產品，因為它的前向壓降要小於傳統的雙極二極體。

惡劣環境應用

汽車電子模塊必須通過ISO7637-2中規定的數個正脈衝和負脈衝測試。

其中最嚴格的一些脈衝有：

脈衝1：「由於電源從感性負載斷開而產生的瞬時脈衝」

圖2：ISO7637-2脈衝1。

脈衝2a：「由於線束電感致使與被測設備(DUT)並聯的設備中的電流突然中斷引起的瞬時脈衝

圖3：ISO7637-2脈衝2a。

脈衝2b：「在點火迴路切斷後用作發電機的直流電機產生的瞬時脈衝」

圖4：ISO7637-2脈衝2b。

脈衝3a：「開關過程導致的瞬時脈衝(負脈衝)」

圖5：ISO7637-2脈衝3a。

脈衝3b：「開關過程產生的瞬時脈衝」 (正脈衝)

圖6：ISO7637-2脈衝3b。

脈衝4：「由於給內燃機的啟動電機加電導致的電壓下降」。

圖7：ISO7637-2脈衝4。

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

圖8：ISO7637-2脈衝5b「鉗位的拋負載」。

事實上，最嚴格的正脈衝是脈衝5b，尖峰電壓一般是+36V，持續時間是300ms，串聯電阻是0.5Ω。最嚴格的負脈衝是脈衝1，它的峰值能達到-100V，持續時間為2ms，瞬時峰值電流為10A。

脈衝3a的指標是-150V、50Ω串聯電阻和100ns的持續時間，其能量要比脈衝1小得多--意味著如果肖特基二極體指標符合脈衝1要求，那麼脈衝3a一點問題也沒有。