树莓派3B理想二极管验证
验证一下树莓派3B原理图上的理想二极管
在给Nas设计12V UPS的时候了解到有理想二极管这个东西，本质上是利用Mos管导通后压降低的特性加上一些外围原件实现正向导通、反向截止的功能
理想二极管是什么
理想二极管其实说到底还是二极管，理想二极管就是正向压降为0，反向漏电流为0的二极管，这种二极管只存在与理论研究中，只是一种假设，如为没有压降，没有损耗，反向不会击穿等理想状态，而实际二极管是达不到的。由于传统二极管它的PN结是有压差的，这个问题是没有办法解决的。压差越小，功率损耗也就越小，降低二极管的压差成为主要的问题，但是二极管从诞生至今都没有方法能完美的解决这个问题，所以理想二极管只能是一种设计，引导我们换一个角度思考。
理想二极管电路
在树莓派3B上有个简单的理想二极管实现，在树莓派上沿用的很多代，可以在树莓派3B的
原理图 上找到它
原理图
原版
修改版
这个图上的元件不好买而且偏贵，于是我用一些常见的器件代替
PCB图
简单的拉个线白嫖嘉立创打样
性能测试
| 测试设备 | 型号 |
|---|---|
| 可调电源 | ZMI卓茂 PDS.6010 |
| 万用表 | FLUKE 17B+ |
正向导通测试
| 输入电压 | 输出电压 |
|---|---|
| 5V | 5V |
| 12V | 12V |
| 15V | 15V |
| 20V | 20V |
| 24V | 24V |
从测试结果来看，正向压降可以忽略不记
反向截止测试
| 反向输入电压 | 输出电压 |
|---|---|
| 5V | 0.03V |
| 12V | 0.6V |
| 15V | 3.75V |
| 20V | 8.54V |
| 24V | 12.5V |
从测试结果来看，反向输入电压低于12V时性能不错，但是当反向输入电压大于15V时性能就不是很理想了。
原因
从表格中可以看到反向输入电压一旦超过12V，性能几乎是断崖式下跌。AO3401可是标称30V耐压的呢！
打开 AO3401的数据手册 可以看到
这颗PMOS的Vgs耐压只有12V，当Vgs电压超过12V时，电路将不能按照预期工作
结论
树莓派这个理想二极管电路是有效的，元件选型时要注意PMOS的Vgs要大于实际工作电压
最后修改于 2023-08-10