理想二极管在功耗和空间消耗方面比肖特基二极管高出四倍

高可用性系统通常使用并行电源或电池馈电来实现冗余并增强系统可靠性。传统上，肖特基ORing二极管用于在负载点连接这些电源，并防止回馈到故障电源中。不幸的是，这些二极管的正向压降降低了可用的电源电压，并在高电流下消耗了大量功率——需要昂贵的散热器和精心设计的布局来保持二极管冷却。

当考虑功耗时，肖特基二极管可以用基于MOSFET的理想二极管代替。这降低了压降和功耗，从而降低了热布局的复杂性、尺寸和成本，提高了系统效率。LTC4355、LTC4357 和 LTC4358 为各种应用提供了基于 MOSFET 的理想二极管解决方案 — 选择取决于应用的电流和工作电压。 表 1 比较了这些设备。

 

部件号	描述	工作电压	配置	包
LTC4355	正电压二极管-OR控制器和监视器	9V–80V，100V 绝对最大值	双通道、外部 MOSFET	DFN14 （4 毫米 × 3 毫米）， SO16
LTC4357	单正电压理想二极管控制器	9V–80V，100V 绝对最大值	单路外部 MOSFET	DFN6 （2 毫米 × 3 毫米）， MSOP8
LTC4358	理想二极管	9V–26.5V，28V 绝对最大值	5A 内部场效应管	DFN14 （4 毫米 × 3 毫米）， TSSOP16

 

理想二极管比肖特基二极管更易于使用

特别值得一提的是 LTC4358，它包括一个内部 20mΩ MOSFET 作为调整元件。无需外部元件。IN引脚是MOSFET的源极，其作用类似于二极管的阳极，而漏极则表现为阴极，如图12所示的5V/1A应用。首次通电时，负载电流最初流过 MOSFET 的体二极管。MOSFET 的栅极得到增强并导通，以保持 25mV 的正向压降。如果负载电流导致超过25mV的压降，则MOSFET完全导通，正向压降等于RDS（ON）•我负荷.如果负载电流反转（在输入短路期间可能发生），则 LTC4358 通过在不到 0.5μs 的时间内关断内部 MOSFET 来做出响应。

图1.12V/5A 理想二极管无需外部元件。

省电与肖特基二极管的比较

与采用 SMC 封装的 B530C 肖特基二极管相比，LTC4358 的 DE14 （4mm × 3mm） 封装尺寸仅为四分之一，而且压降和功耗也小得多，如图 2 所示。理想二极管的压降降低也会增加负载电压，从而降低在电源中断期间保持输出所需的电容。肖特基器件在 5A 时的功耗为 2W，而 LTC0 的功耗为 5.4358W。功耗仅为四分之一，提高了系统效率，简化了PCB布局，无需昂贵且笨重的散热器。

图2.LTC4358 理想二极管采用一个 5A B530C 肖特基二极管。LTC4358 在压降、功率损耗和封装尺寸方面轻松取胜。

印刷电路板布局

如上所述，由于功耗仅为肖特基的四分之一，因此采用 LTC4358 的热布局要容易得多。大部分热量通过漏极/裸露焊盘逸出器件，而一些热量则通过IN引脚排出。最大化这些连接的铜会增加允许的最大电流。图 3 显示了采用 DFN 封装的 1“ ×1” 单面 PCB 的最佳布局。连接到 LTC4358 上方和下方裸露焊盘的铜有助于消除封装中的热量。如果您使用的是双面 PCB，请使用 LTC4358 下方的过孔将热量传递到 PCB 底部的铜，从而将最大电流增加 10%。使用图4确定指定电流和环境温度所需的铜面积。

图4.最大二极管电流与PCB面积的关系

结论

LTC®4358 是一款基于 MOSFET 的理想二极管，可在 5V 至 9.26V 应用中直接取代一个 5A 肖特基二极管。LTC4358 在压降、功率损耗和封装尺寸方面将肖特基性能提高了 <> 倍，从而显著缩小了热布局并改善了整体性能。此外，PCB布局的简单优化增加了最大电流，无需散热器。

审核编辑：郭婷