根据雪崩性能选择肖特基二极管

汽车电子模块要求采取反向电池保护措施，以避免不良电池操作可能导致的损坏风险。肖特基二极管是这种应用的首选器件，因为它们具有很低的前向压降性能。

虽然肖特基二极管能够很好地满足上述要求，但它们必须支持ISO7637-2脉冲，因此通常选用具有高击穿电压的产品以便通过负脉冲1和脉冲3a测试--但这无助于取得最好的前向压降性能，因为肖特基二极管固有的折衷性能遵循这样的规则：击穿电压越高，前向压降就越大。

不过调和这两种状态是有可能的。事实上，肖特基二极管具有在反向状态下消耗一些功率的能力--这涉及到PARM参数(重复性峰值雪崩功率)。举例来说，一个击穿电压为100V的肖特基二极管一方面支持ISO7637-2标准中规定的负脉冲1和脉冲3a，另一方面由于具有非常低的压降因此可以提供非常好的前向工作性能。

本文讨论了如何选择汽车应用中的最佳肖特基二极管，才能既保留低前向压降性能又能通过ISO7637-2脉冲测试。

技术发展现状

ISO16750标准认为汽车电源轨可能会发生某种变化。由于错误维护造成的反向电池连接被描述为大风险项，电子模块供应商知道应该采取一定的措施来处理这个问题。因此他们增加了一个电池反向保护器件来保护他们的电子模块。

一般来说反向电池保护解决方案是由增加一个串联二极管组成的，当电池反向连接时这个二极管可以阻止反向电流流动。

图1：将肖特基二极管用于反向电池保护的有源汽车模块的典型原理图。

这种解决方案的缺点之一是，二极管上会产生一定的压降，因此会消耗一定的功率。基于这个原因，肖特基二极管成为首选产品，因为它的前向压降要小于传统的双极二极管。

恶劣环境应用

汽车电子模块必须通过ISO7637-2中规定的数个正脉冲和负脉冲测试。

其中最严格的一些脉冲有：

脉冲1：“由于电源从感性负载断开而产生的瞬时脉冲”

图2：ISO7637-2脉冲1。

脉冲2a：“由于线束电感致使与被测设备(DUT)并联的设备中的电流突然中断引起的瞬时脉冲

图3：ISO7637-2脉冲2a。

脉冲2b：“在点火回路切断后用作发电机的直流电机产生的瞬时脉冲”

图4：ISO7637-2脉冲2b。

脉冲3a：“开关过程导致的瞬时脉冲(负脉冲)”

图5：ISO7637-2脉冲3a。

脉冲3b：“开关过程产生的瞬时脉冲” (正脉冲)

图6：ISO7637-2脉冲3b。

脉冲4：“由于给内燃机的启动电机加电导致的电压下降”。

图7：ISO7637-2脉冲4。

脉冲5b：交流发电机正在产生充电电流、放过电的电池却被断开时发生的抛负载(load-dump)瞬时脉冲，前提是交流发电机具有自动保护功能

图8：ISO7637-2脉冲5b“钳位的抛负载”。

事实上，最严格的正脉冲是脉冲5b，尖峰电压一般是+36V，持续时间是300ms，串联电阻是0.5Ω。最严格的负脉冲是脉冲1，它的峰值能达到-100V，持续时间为2ms，瞬时峰值电流为10A。

脉冲3a的指标是-150V、50Ω串联电阻和100ns的持续时间，其能量要比脉冲1小得多--意味着如果肖特基二极管指标符合脉冲1要求，那么脉冲3a一点问题也没有。