图3.解决困难的ISO 16750-2测试的不同方法。

反向电压

当电池终端或跳线因为操作员故障反向连接时,会发生反向电压条件(也称为反向电池条件)。相关的ISO 16750-2脉冲(测试4.7)反复对DUT施加–14 V电压,每次60秒。关于此测试,有些制造商增加了自己的动态版本,在突然施加反向偏置(–4 V)之前,先起始地为此器件供电(例如,VIN=10.8 V)。

快速研究数据手册后发现,很少有IC设计可以接受反向偏置,其中IC的绝对最小引脚电压一般限制在–0.3 V。低于地的电压如果超过一个二极管的电压,会导致额外电流流过内部结,例如ESD保护器件和功率MOSFET的体二极管。在反向电池条件下,极化旁路电容(例如铝电解电容)也可能受到损坏。

肖特基二极管可以防止反向电流,但在正常运行期间,正向电流更高时,这种方法会导致更大功耗。图3所示为基于串接P通道MOSFET的简单保护方案,这种方案可以降低功耗损失,但在低输入电压下(例如,发动机启动),因为器件阈值电压的原因,这种方案可能无法顺畅运行。更加有效的方法是使用理想的二极管控制器(例如LTC4376),以驱动串行N通道MOSFET,该MOSFET在负电压时切断输入电压。正常运行期间,理想二极管控制器调节N通道MOSFET的源漏电压降低到30 mV或更低,将正向压降和功耗降低超过一个数量级(相比肖特基二极管)。