【应用】肖特基二极管PPS1045-3G在汽车ECU电压反极性保护中的应用，具有极低的正向压降仅0.23V

时间： 2019-09-29 来源：Diotec

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汽车ECU，（英文Electronic Control Unit），又称行车电脑，是汽车发动机的主控单元。该单元具备多种接口，通过收集外部各种传感器的数据，分析发动机的工作状态，并根据内置的程序自动调节发动机的正常运行。ECU系统基本组成如图1所示。由汽车ECU技术含量高、价格较为昂贵，其正常的运行直接关系行车安全，所以ECU中集成多种保护电路，以提高其可靠性和使用寿命。其中电池反极性保护就是汽车ECU所需的一种标准保护。

图1. ECU系统基本组成图

如图1所示，ECU电源采用车载12V电气线路供电。在更换电池、或者搭线充电的时，由于操作的错误，经常会发生电池极性接反的情况，如果没有适当的保持措施反向电压会造ECU的损坏，给车主造成重大的财产损失。为避免此种情况的发生，给ECU加装电压反极性保护电路是行之有效的方案。通常的电池反极性保护方案有二极管反极性保护、MOSFET反极性保护两种。二极管反极性电压保护利用二极管的单相导通性原理工作，具有成本低、可靠性高的有优点，由于大电流时自身发热严重通常用于小电流工作环境。MOSFET反极性保护成本高，适应于大电流工作电路。针对ECU的应用环境，考虑其工作时的工作电流通常不大（约为0.015~0.1A），采用低导通压降的二极管具有很高的性价比，实现原理如图2所示。针对此处的应用，笔者推荐DIOTEC（德欧泰克）PPS1045-3G肖特基二极管，该款二极管采用Diotec公司第三代肖特基技术，在小封装结构上实现大的功率处理能力，具有极低的正向压降和漏电流，非常适合应用在汽车反极性电压保护电路中。同时该款产品采用TO-277B封装，重量轻、尺寸小、散热性能好，有利于缩小产品尺寸、批量生成。产品尺寸如图3所示。

图2. 二极管反极性电压保护原理

图2. PPS1045-3G 封装尺寸

PPS1045-3G最大重复峰值反向电压V_RRM与最大浪涌峰值反向电压V_RSM均为45V，最大平均正向整流电流I_FAV为10A，相对于12V供电工作的ECU具有足够的裕量；峰值正向浪涌电流I_FSM（半正弦波）50Hz(10ms)为130A，60Hz(8.3ms)为150A，具有足够的浪涌电流承受能力，可有效的应对汽车电气线路浪涌电流的冲击。该器件具有超低的正向压降，在T_j(结温)=125℃、I_F=5A时，正向压降V_F典型值0.32V；T_j=25℃、I_F=5A时，正向压降V_F小于0.45V；T_j=25℃、I_F=10A时，正向压降V_F小于 0.51V。其V_F-I_F曲线如图3所示：

图3. PPS1045-3G的V_F-I_F曲线

从上图可见，以ECU最大工作电流0.1A为例，在T_j=25℃，T_j=125℃时，PPS1045-3G的V_F电压值约为0.23V，0.15V，具有超低的正向压降和损耗。

PPS1045-3G漏电流不足200uA（@T_j=25℃），结电容C_j仅510pF(@反向电压V_R=4V)，结壳热阻R_thC为2K/W，散热性能优良。该器件无铅、无卤素，符合RoHS、REACH标准，阻燃等级达到UL 94V-0，工作结温-50~150℃，存储温度范围-50~＋175℃，是一款可靠性高、性能出色、绿色环保的器件。

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