充分利用理想二极管：完全防止回流电路

完全防止回流电路的必要性

很多搭载了二次电池的移动式机器，都需要对应由AC/DC适配器及USB等从外部提供的电源，因此需要外部端子。

如果这种机器没有从外部提供的电源，为了防止端子腐蚀、以及从安全的观点出发，需要使二次电池的电压不输出到外部端子。

通常适用于锂电池的充电IC，内置了防止回流功能，不需要考虑向外部端子输出电压。

然而，对于在使用没有内置防止回流功能的充电IC时，以及内置了充电IC的机器与搭载了电池的机器等分离的机器，需要向外部端子输出电压的措施。

课题和目的

作为向外部端子输出电压的措施，简单的方法是使用分立二极管。

然而，分立二极管在正向时产生VF电压下降、在反向偏置时产生漏电流。

特别是在二次电池容量小时，如果反向偏置时的漏电流大，由于二次电池的电池余量降低，是一个致命的问题。

因此，需要漏电流低的完全防止回流电路。

实现方法

最简单且最有效的措施是，使用理想二极管IC构成完全防止回流电路。（相关文章：关于理想二极管IC的内容，看这篇文章就够了！）

如果只是希望得到低漏电流，不使用肖特基势垒二极管，而是通过PN二极管降低漏电流。但是，PN二极管的VF达到0.7～1.0V左右，从外部电源提供电源时，电压下降变得非常大。

肖特基二极管VF为非常小的0.3～0.5V，但漏电流增大到uA～10uA的等级，不能达到消减电池消耗电流的目的。

如果是理想二极管IC，即使考虑了消耗电流，也能把漏电流抑制到1μA以下，可以构成最佳特性的完全防止回流电路。

特别是内置了充电IC的机器与搭载了电池的机器分离时，因为二极管的VF增大而电压下降也增大，而影响二次电池充电，组成电路时，需要使用 VF小的理想二极管IC，或用其他控制FET的电路。

此外还有使用搭载了防止回流功能的负载开关IC的方法。

但是，随产品不同，存在着只有在待机状态下才能防止回流的负载开关IC，需要适当地选择负载开关IC。

优点

通过得到低漏电流，把电池余量下降抑制在最小限度

VF变小使得输出电压变动小，有益于系统稳定工作

缺点

与分立二极管相比，产品种类少、兼容性差

动作概要

在此比较了各种类型防止回流电路的实际动作和特性。

1

防止回流特性

以下的图像是在施加了3.3V的VOUT的状态下，使VIN从5V→OPEN变化时的示波器波形。左侧有理想二极管的波形中，VIN端子的电压成为0V；而在没有理想二极管的波形中，从VIN端子测出了VOUT端子的电压。

2

漏电流

以下的图像是在各个不同的环境温度下，就理想二极管与SBD的漏电流进行比较的结果。理想二极管即使在高温下也只有大约0.1μA，而SBD的场合在100μA以上。

总结

在此说明了通过使用理想二极管IC，能简单地构成完全防止回流电路。 需要注意的是，对于搭载了防止回流功能的负载开关等，随产品控制防止回流的方式不同，有可能在输入端输出了输出端电压。