本應(yīng)用筆記將研究多個(gè)MAX40200 IC并聯(lián)使用及其組合性能。多理想二極管方案應(yīng)提供與單個(gè)較大器件相同的特性，其系數(shù)應(yīng)基于所使用的MAX40200 IC數(shù)量。

介紹

MAX40200是理想的二極管電流開關(guān)，降幅很小 它接近肖特基二極管好一個(gè)數(shù)量級的電壓。 該器件可對自身和任何下游電路進(jìn)行熱保護(hù)，使其免受 過熱條件。禁用時(shí)（EN = 低），它會(huì)阻斷高達(dá) 任一方向均為 6V，適用于大多數(shù)低壓便攜式 電子設(shè)備。當(dāng)反向偏置時(shí)，它的泄漏量比許多可比的肖特基少 二極管。MAX40200工作在1.5V至5.5V電源電壓。

MAX40200理想二極管具有 許多好處包括：

7μA 低靜態(tài)電源電流

低 功耗為 1A，僅為 125μW

小 I 的壓降約為 18mVF高達(dá) 100mA

少 超過100μs的反向/關(guān)斷時(shí)間

4 凸塊 節(jié)省空間的 WLP 封裝

啟用/禁用 控制和熱關(guān)斷

在許多電路中， 理想二極管的功能是必需的，但電流要高得多。一 MAX40200等理想二極管的有用之處在于，因?yàn)樗鼈?使用 MOSFET 而非二極管實(shí)現(xiàn)，它們固有地共享任何負(fù)載 當(dāng)前。本應(yīng)用筆記研究在 并行及其組合性能。

多重理想二極管 解決方案應(yīng)提供與單個(gè)較大設(shè)備相同的特性 系數(shù)基于所使用的MAX40200器件數(shù)量。這允許 我們將兩個(gè)并聯(lián)用于 2A 系統(tǒng)，并通過擴(kuò)展使用四個(gè)并聯(lián) 用于 4A 系統(tǒng)。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果

圖 1 顯示了四個(gè) MAX40200器件并聯(lián)電流高達(dá)4A。如果設(shè)備已放置 彼此靠近，每個(gè)設(shè)備的溫度彼此接近。 由于設(shè)備處于相同的溫度，因此它們應(yīng)具有相似的溫度 特性。圖1a顯示了正向壓降的直流特性 與正向電流的關(guān)系。圖1b所示為MAX40200器件的比較 和四個(gè)MAX40200器件，確認(rèn)一個(gè)MAX40200的特性 器件和四個(gè)MAX40200器件非常相似。

圖1.典型應(yīng)用電路增加 均流以承載高電流。

圖 1a.曲線 a、b 和 c 是直流特性 顯示器件上的正向壓降與通過器件的正向電流的關(guān)系。

圖 1b.一個(gè)MAX40200器件和四個(gè)器件的比較 MAX40200器件

圖 2 顯示了 用于啟用和禁用應(yīng)用電路響應(yīng)的原理圖設(shè)置。 曲線 2a 和 2b 顯示了觀察到的結(jié)果。

圖2.啟用/禁用響應(yīng)的設(shè)置。

曲線 2a。啟用瞬態(tài) （I前輪驅(qū)動(dòng)= 4A）。

請注意，V在展品 上圖中的瞬態(tài)。這是由于負(fù)載調(diào)整響應(yīng) 從 0 到 4A 供電時(shí)使用的電源。此瞬態(tài) 在 V 處也可以看到效果負(fù)荷。

曲線 2b。啟用/禁用瞬態(tài) （I前輪驅(qū)動(dòng)= 4A）。

曲線 3a 顯示負(fù)載 瞬態(tài)響應(yīng)。圖3所示為電路設(shè)置示意圖 測量負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)。在某些情況下，可能會(huì)很重 加載可能會(huì)在短時(shí)間內(nèi)發(fā)生，并且通過設(shè)備必須能夠 提供如此多的電流，而V幾乎沒有變化前輪驅(qū)動(dòng)這是因?yàn)?V負(fù)荷（五）通常是電源 后續(xù)電路。

圖3.負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)的設(shè)置。

曲線 3a。負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)（I前輪驅(qū)動(dòng)= 200mA 至 3.8A）。

以下設(shè)置 圖4所示原理圖使用標(biāo)準(zhǔn)肖特基二極管（CMSH5-20：20V，5A 肖特基）與4個(gè)MAX40200器件配合使用。瞬態(tài)創(chuàng)建于 VHNS模擬二極管ORing/電源路徑選擇場景。

當(dāng) VHNS（3.3V） 為 小于V合1（3.6V）， V合1被選中，二極管 D1 為 反向偏向。當(dāng) VHNS大于3.6V，D1開始導(dǎo)通 和 U1 到 U4 關(guān)閉。 曲線4a顯示了圖的瞬態(tài)響應(yīng) 4電路。

圖4.使用標(biāo)準(zhǔn)二極管的二極管ORing應(yīng)用 和4個(gè)MAX40200器件。

曲線 4a。二極管 或瞬態(tài)響應(yīng)。

曲線 4b。二極管ORing瞬態(tài)響應(yīng)。

PCB 布局注意事項(xiàng)

圖5所示為使用4個(gè)MAX40200并聯(lián)器件的典型電路板布局示例。如 顯示，VDD和板上的OUT走線具有相當(dāng)大的島空間 銅澆注以降低走線電阻并降低電流 密度。V型DD和 OUT 走線存在于頂層，沒有過孔 被使用。由于確保負(fù)載電流均分的物理機(jī)制是 在散熱方面，并聯(lián)的理想二極管應(yīng)盡可能靠近 彼此。鑒于電流可能相當(dāng)大，或者不會(huì) 需要并聯(lián)的零件， PCB應(yīng)使用最厚的銅可用. 這樣做有助于分散熱量并減少高電流下的壓降。注意 WLP 封裝最適合并聯(lián)多個(gè)單元，因?yàn)?小尺寸和良好的導(dǎo)熱性允許足夠的熱耦合 使此方法切實(shí)可行。

圖5.布局技術(shù)示例。

如圖 6 所示， 零件彼此相距 12 毫米（484 密耳）放置，確保所有 MAX40200器件具有等效的熱性能。遠(yuǎn)離并聯(lián)設(shè)備 來自重要的外部熱源。如果不這樣做，將擁有所有 器件在較高溫度下工作，從而增加內(nèi)部 R上. 每個(gè)器件上的電路板溫度不相等導(dǎo)致電流不相等 共享。主路徑上的過孔（VDD或 OUT） 不建議添加 寄生電感和有效R的提高上在前方 路徑，從而增加壓降（V前輪驅(qū)動(dòng)).

圖6.相鄰放置MAX40200之間的距離 裝置。

圖 7 顯示了 環(huán)境溫度與包含并聯(lián)的電路板之間的溫差 MAX40200器件可以觀察到溫差直接 與通過器件的正向負(fù)載電流成正比。這個(gè)結(jié)果 使用圖5中的電路板獲得。

圖7.調(diào)節(jié)環(huán)境板溫度與 環(huán)境溫度。

為什么使用 多個(gè)并行設(shè)備工作得很好

MOSFET 的導(dǎo)通電阻具有 強(qiáng)大的正溫度系數(shù)，確保更熱的MOSFET 具有比較冷的MOSFET更大的電阻，迫使較冷的MOSFET采取 更近一點(diǎn)。因此，兩個(gè)MOSFET建立了熱平衡 匹配當(dāng)前余額。良好的PCB布局確保了這種熱平衡. 一般來說，將零件靠近放置在一起就足夠了，但如果有另一個(gè) PCB上散發(fā)大量熱量的器件，由 這種器件改變了并聯(lián)理想的均流平衡 二極管。

晶圓級封裝和封裝器件的差異

上述調(diào)查是 針對WLP（晶圓級封裝）執(zhí)行，最適合并聯(lián) 多個(gè)單元，因?yàn)榉浅Ｐ〉某叽?，其封裝特性，以及 良好的導(dǎo)熱性允許足夠的熱耦合來實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn) 方法實(shí)用。

由于更高的熱 SOT23封裝的電阻（內(nèi)部鍵合線電阻），電流 共享正向壓降 （V前輪驅(qū)動(dòng)） 不如 WLP對應(yīng)方。此外，任何額外的熱梯度都具有顯著的 即使 SOT 封裝間距非常近，也能產(chǎn)生影響。建議 將本封裝中的理想二極管降額至全規(guī)格的 75%。

總結(jié)

MAX40200已證明 并行連接兩個(gè)以及并行連接四個(gè)時(shí)，可以很好地縮放。兩個(gè)直流 特性和瞬態(tài)響應(yīng)表明均流接近 理想且瞬態(tài)性能不下降。MAX40200可擴(kuò)展， 允許它用于許多需要更高電流或更低電流的應(yīng)用 電壓降超過單個(gè)器件的承受能力。

審核編輯：郭婷