一种防反接防过压的高效率二极管模块的制作方法

allin2022-10-21  153



1.本实用新型属于二极管技术领域,具体涉及一种防反接防过压的二极管模块。


背景技术:

2.二极管有着单向导通的电子特性,在电力电子领域应用广泛。
3.二极管的管压降在0.3v-0.7v之间,在大功率的应用场合,二极管上消耗的功率也会较大。导致电路的效率降低,热耗增加,影响电路的可靠性。
4.由于二极管在大功率的应用场合效率低、热耗大,因此需要一种理想二极管,具有低功耗,从而减少电路的热耗,提高效率。
5.目前现有专利中,多采用双npn对管方案,拓扑相比于本实用新型提出的单mos 管方案更为复杂、效率更低,且没有形成模块化。


技术实现要素:

6.要解决的技术问题
7.为了克服目前二极管导通效率低、热耗高的缺陷,本实用新型提出一种防反接防过压的高效率二极管模块。
8.技术方案
9.一种防反接防过压的高效率二极管模块,其特征在于包括控制芯片a1、电感l1、 l2、稳压管d1、d2、d3、电阻r1、电容c1、c2、c3以及mos管q1;所述的控制芯片a1的型号为ltc4359,控制芯片a1的1脚与mos管q1的栅极连接,稳压管d3跨接在控制芯片a1的1脚和2脚之间,阳极接2脚,阴极接1脚;控制芯片 a1的2脚与mos管q1的源极相连;控制芯片a1的4脚与电感l1的右端相连,电感l1的左端、稳压管d1的阴极以及电路的输入相互连接在一起,电容c1一端与输入端相连,另一端接地;稳压管d1的阳极与稳压管d2的阴极相接,稳压管d2的阴极与电阻r1的一端相连后接地,电阻r1的另一端与控制芯片a1的6脚相连;控制芯片a1的8脚、电感l2的左端以及mos管q1的漏极三者相连,电感l2的右端、电容c3的一端以及输出端三者相连,电容c3的另一端接地。
10.优选地:所述的mos管q1的型号为irfs4310zpbf。
11.优选地:所述的稳压管为tvs管。
12.有益效果
13.本实用新型提出的一种防反接防过压的高效率二极管模块,由控制芯片、功率 mos管、阻容类器件以及外壳组成,结构简单,可靠性高。在实现二极管功能的同时还有着高可靠性、尺寸小、防反接、防过压等优点。
14.本实用新型提出的二极管模块,导通阻值仅有5mω左右,相比于传统的二极管,大大降低了功耗。当通过20a电流时,传统二极管的热耗约为14w;而本实用新型提出的理想二极管模块热耗仅2w,降低了85%的热耗,极大的提升了电路效率,降低了电路的散热需求。
附图说明
15.附图仅用于示出具体实施例的目的,而并不认为是对本实用新型的限制,在整个附图中,相同的参考符号表示相同的部件。
16.图1为本实用新型提供的典型应用框图;
17.图2为本实用新型提供的二极管模块电路原理图;
18.图3为本实用新型提供的二极管模块外形俯视图:
19.图4为本实用新型提供的二极管模块外形主视图。
具体实施方式
20.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图和实施例,对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明,并不用于限定本实用新型。此外,下面描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
21.本实用新型采用如下技术方案:
22.所述理想二极管模块输入为5v-36v,电流最大可以达到20a,具有防反接、防过压的保护功能,模块质量≤15g,尺寸为25.4mm
×
12.7mm
×
11.2mm。
23.电子开关控制模块输入与壳体隔离电压≥500v。
24.电子开关控制模块储存温度为-55℃-100℃,工作温度为-45℃-85℃,连续工作时间≥12h。
25.所述二极管模块的原理电路由控制芯片ltc4359、电感l1、l2、tvs管d1、d2、d3,电阻r1、电容c1、c2、c3、以及mos管q1组成。电感l1、l2用于滤波;电容c1、c2、c3用于稳压以及滤波;tvs管d1、d2、d3用于稳压保护电路;mos 管q1用于导通的功率器件,控制芯片a1用于控制mos管的通断。
26.上述二极管模块的原理电路,控制芯片ltc4359的1脚与mos管q1的栅极连接,稳压管d3跨接在控制芯片ltc4359的1脚和2脚之间,稳压管阳极接2脚,阴极接1脚;控制芯片ltc4359的2脚与mos管q1的源极相连;控制芯片ltc4359 的4脚与电感l1的右端相连,电感l1的左端、稳压管d1的阴极以及电路的输入相互连接在一起,电容c1一端与输入端相连,另一端接地;稳压管d1的阳极与稳压管 d2的阴极相接,稳压管d2的阴极与电阻r1的一端相连后接地,电阻r1的另一端与控制芯片ltc4359的6脚相连;控制芯片ltc4359的8脚、电感l2的左端以及mos 管q1的漏极三者相连,电感l2的右端、电容c3的一端以及输出端三者相连,电容 c3的另一端接地。
27.当理想二极管模块的输入端有电压输入时,输入电压经过c1和l1滤波后,进入控制芯片ltc4359的4脚为芯片供电,输入电压首先经过mos管q1的续流二极管导通,随后电压信号通过ltc4359的4脚和8脚进入控制芯片。当符合正常工况时,控制芯片ltc4359的1脚输出电压至mos管栅极,导通mos管q1,其型号为 irfs4310zpbf,导通后内阻r
ds
为5.6mω,导通后损耗低,效率高,当输入电压有脉冲尖峰时,稳压管d1和d2可以吸收脉冲尖峰,保证控制芯片ltc4359不损坏,提高理想二极管模块可靠性。
28.当输入电压和地接反时,二极管模块无输出,当电压达到稳压管d2的击穿电压时,能量通过电阻r1消耗掉,保护了电路安全,实现了防反接保护。控制芯片ltc4359 可以承受
40v-100v的电压不损坏,以实现防过压保护。
29.以上所述,仅为本实用新型的具体实施方式,但本实用新型的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型公开的技术范围内,可轻易想到各种等效的修改或替换,这些修改或替换都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。


技术特征:
1.一种防反接防过压的高效率二极管模块,其特征在于包括控制芯片a1、电感l1、l2、稳压管d1、d2、d3、电阻r1、电容c1、c2、c3以及mos管q1;所述控制芯片a1型号为ltc4359,控制芯片a1的1脚与mos管q1的栅极连接,稳压管d3跨接在控制芯片a1的1脚和2脚之间,阳极接2脚,阴极接1脚;控制芯片a1的2脚与mos管q1的源极相连;控制芯片a1的4脚与电感l1的右端相连,电感l1的左端、稳压管d1的阴极以及电路的输入相互连接在一起,电容c1一端与输入端相连,另一端接地;稳压管d1的阳极与稳压管d2的阴极相接,稳压管d2的阴极与电阻r1的一端相连后接地,电阻r1的另一端与控制芯片a1的6脚相连;控制芯片a1的8脚、电感l2的左端以及mos管q1的漏极三者相连,电感l2的右端、电容c3的一端以及输出端三者相连,电容c3的另一端接地。2.根据权利要求1所述的一种防反接防过压的高效率二极管模块,其特征在于所述的mos管q1的型号为irfs4310zpbf。3.根据权利要求1所述的一种防反接防过压的高效率二极管模块,其特征在于所述的稳压管为tvs管。

技术总结
本实用新型涉及一种防反接防过压的高效率二极管模块,属于二极管技术领域。控制芯片LTC4359、电感L1、L2、TVS管D1、D2、D3,电阻R1、电容C1、C2、C3、以及MOS管Q1组成。电感L1、L2用于滤波;电容C1、C2、C3用于稳压以及滤波;TVS管D1、D2、D3用于稳压保护电路;MOS管Q1用于导通的功率器件,控制芯片A1用于控制MOS管的通断。结构简单,可靠性高。本实用新型在实现二极管功能的同时还有着高可靠性、尺寸小、防反接、防过压等优点。过压等优点。过压等优点。


技术研发人员:刘东 张宁 张耀 马行 赵飞豹 罗强 于贵龙 魏欣 顾光 胡卫华 李超 水冰 雷军康 张焱 陈义怀 叶建飞 王烨君 杨磊
受保护的技术使用者:西安电子工程研究所
技术研发日:2021.10.30
技术公布日:2022/7/5
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