二极管OR连接示例

什么是OR连接

使用了2个以上电源的多个输入源的设备，需要对应状态转换输入源。

作为最简单的转换输入源的方法是二极管OR连接。

当二极管OR连接中连接了多个输入源时，从电压最高的输入源提供输出功率，由二极管进行自动地选择输入源。

二极管OR连接示例

课题和目的

二极管OR连接价格不高、简单，可应用于多种电路中。二极管OR连接中使用了二极管，所以也存在一些缺点。

1、二极管正向电压VF产生的损耗大和发热过高，电池驱动时间短。

2、由于正向电压VF的电压下降，使得输出电压降低、变动增大，是造成系统错误工作的原因。

3、二极管漏电流大，有可能给二极管阳极端带来不利影响。在二极管阳极端有一次电池，可以列举出在一次电池端流动电流的状态。

由于有这些缺点，对于希望延长电池驱动时间的备份用途、提供稳定输出电压的用途，需要采用由二极管OR连接、解除缺点的方法。

实现方法

对应二极管OR连接，只要把二极管置换为理想二极管IC，即可完全解消二极管OR连接的缺点。

由于这种方法与二极管OR连接同样，在能简单地构成电路的同时，还能解消二极管的缺点，在很多情况下成为最佳的OR连接解决方案。

此外，在理想二极管IC中搭载了保护功能，可以更简单地设计安全的设备。

二极管OR连接示例

优点

VF为非常小的20mV和低漏电流，带来了低损耗

VF小使得输出电压变动小，有益于系统稳定运行

不需要转换电源的控制电路，有利于简单地设计

内置了各种保护功能

不需要控制电路的小型封装

缺点

最大输出电流及输出电压有限制

操作概要

在此设想了实际上把AC/DC适配器等5V外部电源与二次电池的OR连接;以及使用了分立二极管的OR连接与使用了理想二极管IC的OR连接，进行了在特性上有多大程度差异的实验。

实验1-1 : 转换电源

拔出插入外部电源，用图1、2的电路确认了是否能平滑地转换系统电压和电池电压。

使用了理想二极管的OR连接电路

使用了SBD的OR连接电路

可以确认到，各个OR连接电路都要求OR连接电路，都能平滑地转换电压。

・当5V外部电源(V IN )高于蓄电池电压(V BAT )时，Vout将转换为外部电源

・当丧失了5V外部电源(V IN )低于蓄电池电压(V BAT )时，Vout将转换为蓄电池电压

在使用了理想二极管IC的OR连接电路中，由于外部电源的上升和下降速度及理想二极管IC的响应性能不同，在转换时，有产生系统电压变动的状态。这种状态下，需要通过增加输出容量等来抑制输出电压的变动。

使用了XC8110的电源转换结果

使用了SBD的电源转换结果

实验1-2 : 正向电压

从实验1-1的结果可以看到，理想二极管IC的输入电压和输出电压大致相同，几乎没有电压下降。下图是实际的正向电压与输出电流关系的图表。

从这个特性可以得出，由于二极管部分中的损耗小、电压下降少，可以输出稳定的电压。

正向电压-输出电流

实验1-3 : 漏电流

理想二极管IC中几乎不流动漏电流(通常的二极管中，从阴极端流动到阳极端的电流)。用以下的电路进行了实际的测试。

根据这些特性，在能消减由漏电流带来的损耗的同时，还能防止向电池的回流。

结果如下所示。

结论

在此介绍了通过使用理想二极管，可以容易地构成高性能OR连接电路。

通过应用这种电路，能更进一步实现低消耗电流及大电流的产品。

审核编辑：汤梓红