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一种基于电流检测控制的理想二极管电路

时间: 2025-12-13 18:10:31 | 作者: 竞彩体育比赛现场

一种基于电流检测控制的理想二极管电路

1.一种基于电流检测控制的理想二极管电路，其特征是：包括隔离电源模块、N‑MOS

管Q1、N‑MOS管Q1驱动电路、光电隔离电路、光耦驱动电路、电流检测与滞回比较电路；

隔离电源模块电路用于为N‑MOS管Q1驱动电路、光耦驱动电路及电流检测与滞回比较

光电隔离电路用于将N‑MOS管Q1驱动电路的电平与电流检测与滞回比较电路的电平进

电流检测与滞回比较电路通过电流检测电阻实现电流的采样，并通过运算放大器进行

调理，调理信号通过滞回比较器，滞回比较器输出信号连接光耦驱动电路；通过设置比较点

的门限值来避免光耦控制信号的震荡及误开通；比较点的门限值包括启动门限值和关断门

当电流检测与滞回比较电路中电流的采样值大于启动门限值后，光耦控制信号控制N‑

MOS管Q1导通，降低理想二极管损耗；当电流检测与滞回比较电路中电流逐渐变小，电流采

样值小于关断门限值后，光耦控制信号控制N‑MOS管Q1关断，实现理想二极管的单相导电

电容C1一端接电源供电输入端子P1的1脚，另外一端接电源供电输入端子P1的2脚；

电源模块U1 的输入1脚接电源供电输入端子P1的1脚，输入2脚接电源供电输入端子P1

N‑MOS管Q1的S极接电路输入电压正极、12GND2及电阻R1的一端；N‑MOS管Q1的D极接电

路输出电压正极；N‑MOS管Q1的G极接电阻R2一端及电阻R1的另一端；

三极管Q2的C极接电阻R2的另一端，三极管Q2的E极接12V2及电阻R3的一端，三极管Q2

的B极接电阻R4的一端及电阻R3的另一端，电阻R4另一端与光电隔离电路相连接；

电流检测电阻R19一端接电路输入负极及电阻R13一端，电流检测电阻R19另一端接电

电阻R13另一端接电阻R17、电容C8一端及运算放大器A1的2脚；电阻R17、电容C8另一端

接运算放大器A1的1脚及电阻R10的一端，电阻R8另一端接电阻R7、电容C6一端及运算放大

电阻R10的另一端接电容C7的一端及电阻R9的一端，电容C7的另一端接5GND2，电阻R9

的另一端接运算放大器A1的6脚，运算放大器A1的5脚接电阻R14的一端及R15的一端，电阻

R14的另一端接R16的一端和R18的一端，R16的另一端接5V2，R18的另一端接5GND2，电阻R15

的另一端接运算放大器A1的7脚，运算放大器A1的7脚和电阻R15的另一端还均与电阻R11相

通过对电路电流的判断来控制N‑MOSFET的通断，可避开电压差较小时的采样误差或

者辐射干扰造成的误开关现象，且不受电压等级的限制；能有效保证N‑MOS管Q1的稳定、安

2.根据权利要求1所述的基于电流检测控制的理想二极管电路，其特征是：电源模块

3.根据权利要求1所述的基于电流检测控制的理想二极管电路，其特征是：电源供电

4.根据权利要求1所述的基于电流检测控制的理想二极管电路，其特征是：N‑MOS管

5.根据权利要求1所述的基于电流检测控制的理想二极管电路，其特征是：光电隔离

光耦OP1的1脚接电阻R5一端及光耦驱动电路；光耦OP1的2脚接电阻R5的另一端及电阻

6.根据权利要求5所述的基于电流检测控制的理想二极管电路，其特征是：光耦驱动

电路包括电阻R6、电阻R11、电阻R12、三极管Q3和N‑MOS管Q4；

三极管Q3的E极接光耦OP1的1脚，三极管Q3的C极接5V2及电阻R6的一端，三极管Q3的B

的G极接R12的另一端及R11的一端，电阻R11的另一端与电流检测与滞回比较电路相连接。

于高功率场合实现单向导电性，然而由于功率二极管存在固有的0.6V以上的导通压降，在

应用于高功率或大电流场合时，特别是对于低电压大电流的场合，二极管会消耗大量的功

率，因此便需要布设体积较大的散热器及散热系统，将二极管的温度保持在限定范围内，从

理想二极管是指正向导通压降趋向于0的二极管。在现实中，理想二极管是由可控

制的N沟道MOSFET和相应的驱动电路组成，由于MOS管导通电阻一般较低，同时具有过大电

流的能力，所以通过对N‑MOSFET的开通与关断控制，实现其单相电流的导通二极管特性，同

时较低的导通电阻使导通压降趋向于0，具备理想二极管的特性。由此可见，理想二极管的

过压差来控制N‑MOSFET的开通与关断，但是都会存在由于精度问题导致的低压差时误导

通、误关断等问题，存在一定的使用风险。另外，电压差较小时，有可能会出现采样误差或者辐射

控制的理想二极管电路，该基于电流检测控制的理想二极管电路能解决二极管耗散功耗过

一种基于电流检测控制的理想二极管电路，包括隔离电源模块、N‑MOS管Q1、N‑MOS

隔离电源模块电路用于为N‑MOS管Q1驱动电路、光耦驱动电路及电流检测与滞回

光电隔离电路用于将N‑MOS管Q1驱动电路的电平与电流检测与滞回比较电路的电

进行调理，调理信号通过滞回比较器，滞回比较器输出信号连接光耦驱动电路；通过设置比

较点的门限值来避免光耦控制信号的震荡及误开通；比较点的门限值包括启动门限值和关

制N‑MOS管Q1导通，降低理想二极管损耗；当电流检测与滞回比较电路中电流逐渐变小，电

流采样值小于关断门限值后，光耦控制信号控制N‑MOS管Q1关断，实现理想二极管的单相导

电容C1一端接电源供电输入端子P1的1脚，另外一端接电源供电输入端子P1的2

电源模块U1 的输入1脚接电源供电输入端子P1的1脚，输入2脚接电源供电输入端

电源供电输入端子P1接外部24VDC供电电源，1脚接24V+，2脚接24V‑。

接电路输出电压正极；N‑MOS管Q1的G极接电阻R2一端及电阻R1的另一端。

三极管Q2的C极接电阻R2的另一端，三极管Q2的E极接12V2及电阻R3的一端，三极

管Q2的B极接电阻R4的一端及电阻R3的另一端，电阻R4另一端与光电隔离电路相连接。

光耦OP1的1脚接电阻R5一端及光耦驱动电路；光耦OP1的2脚接电阻R5的另一端及

电阻R20的一端，电阻R20的另一端接5GND2；光耦OP1的3脚接12GND2，光耦OP1的4脚接电阻

光耦驱动电路包括电阻R6、电阻R11、电阻R12、三极管Q3和N‑MOS管Q4。

三极管Q3的E极接光耦OP1的1脚，三极管Q3的C极接5V2及电阻R6的一端，三极管Q3

管Q4的G极接R12的另一端及R11的一端，电阻R11的另一端与电流检测与滞回比较电路相连

电流检测电阻R19一端接电路输入负极及电阻R13一端，电流检测电阻R19另一端

电阻R13另一端接电阻R17、电容C8一端及运算放大器A1的2脚；电阻R17、电容C8另

一端接运算放大器A1的1脚及电阻R10的一端，电阻R8另一端接电阻R7、电容C6一端及运算

电阻R10的另一端接电容C7的一端及电阻R9的一端，电容C7的另一端接5GND2，电

阻R9的另一端接运算放大器A1的6脚，运算放大器A1的5脚接电阻R14的一端及R15的一端，

电阻R14的另一端接R16的一端和R18的一端，R16的另一端接5V2，R18的另一端接5GND2，电

阻R15的另一端接运算放大器A1的7脚，运算放大器A1的7脚和电阻R15的另一端还均与电阻

R11相连接；运算放大器A1的8脚接5V2，运算放大器的4脚接5GND2。

1.通过对电路电流的判断来控制N‑MOSFET的通断，比市面上通过输入输出电压差

来判断的方式，控制精度更高，可避开电压差较小时的采样误差或者辐射干扰等造成的

2本发明能有效保证N‑MOS管Q1的稳定、安全可靠的开关控制，避免其他电路对其

其中有：10.隔离电源模块；20.N‑MOS管Q1及驱动电路；30.光电隔离电路；40.光耦

如图1所示，一种基于电流检测控制的理想二极管电路，包括隔离电源模块、N‑MOS

管Q1、N‑MOS管Q1驱动电路、光电隔离电路、光耦驱动电路、电流检测与滞回比较电路。

隔离电源模块电路用于为N‑MOS管Q1驱动电路、光耦驱动电路及电流检测与滞回

电容C1一端接电源供电输入端子P1的1脚，另外一端接电源供电输入端子P1的2

电源模块U1 的输入1脚接电源供电输入端子P1的1脚，输入2脚接电源供电输入端

电源供电输入端子P1接外部24VDC供电电源，1脚接24V+，2脚接24V‑。

N‑MOS管Q1驱动电路，用于实现N‑MOS管Q1的通断控制，N‑MOS管Q1的型号优选为

接电路输出电压正极；N‑MOS管Q1的G极接电阻R2一端及电阻R1的另一端。

三极管Q2的型号优选为8550，三极管Q2的C极接电阻R2的另一端，三极管Q2的E极

接12V2及电阻R3的一端，三极管Q2的B极接电阻R4的一端及电阻R3的另一端，电阻R4另一端