電源電路中常見(jiàn)的防反接電路有二極管防反接電路,自恢復(fù)保險(xiǎn),二極管防反接電路是通過(guò)利用二極管的單向性來(lái)達(dá)到保護(hù)電路的效果,自恢復(fù)保險(xiǎn)絲是利用短路時(shí)電流大,熔斷保險(xiǎn)絲造成開(kāi)路來(lái)保護(hù)電路。電路中還以一種常見(jiàn)的利用MOS管來(lái)保護(hù)電路防反接。
PMOS管子的防反接電路見(jiàn)下圖,PMO管子導(dǎo)通的條件是VGS<0,下圖中PMOS管子的G極通過(guò)電阻短接到GND,當(dāng)輸入端接入電源的正向電壓時(shí),電源的電流通過(guò)PMOS管的體二極管流向S極,回到電源的負(fù)極。
PMOS管防反接電路
下圖傳統(tǒng)的PMOS防反電路,MOS管體內(nèi)的二極管的兩端電影呀也就是PMOS管兩端的電壓,PMOS管導(dǎo)通時(shí),體內(nèi)的二極管被短路,此時(shí)體二極管兩端沒(méi)有壓降,也就是mos管的D極和S的極的電壓相等,電源正常接入時(shí),LED被點(diǎn)亮,R1是限流電阻。當(dāng)電源反接,也就是VIN輸入負(fù)電壓,GND接入正極,此時(shí),VGS大于0,PMOS管子截止。電阻Rg是緩沖電壓的。當(dāng)GS是兩端電壓過(guò)高,二極管就會(huì)被反向擊穿,在一定的反向電流內(nèi),反向電壓不會(huì)隨反向電流發(fā)生變化,當(dāng)輸入電壓過(guò)高,二極管損壞,造成MOS 管損壞,從而達(dá)到保護(hù)電路的作用在電源反接時(shí)。但是PMOS管用于防反接也有問(wèn)題:首先PMOS管子相對(duì)于成本來(lái)說(shuō)較貴,該保護(hù)電路存在反灌電流,輸入電壓跌落時(shí),PMOS依舊保持暢通,可能會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)電源中斷。
傳統(tǒng)的PMOS防反電路
NMOS管子相對(duì)于PMOS管做防反接電路,成本低。NMOS管一般用下管,PMOS管用上管。
NMOS管當(dāng)電源的輸入接法正確時(shí),由于NMOS管的開(kāi)關(guān)特性,NMOS管子的G極輸入高電平時(shí)候,VGS大于0,此時(shí)MOS管導(dǎo)通,電路能夠正常工作;當(dāng)輸入的電源反接時(shí),由于NMOS管的開(kāi)關(guān)特性,G極輸入電平低,VGS小于0,NMOS管截止,NMOS管子的D極和S極無(wú)電流通過(guò),而且體二極管的方向與電流輸入方向相反,此時(shí)NMOS管斷路,從而保護(hù)后級(jí)電路當(dāng)電源反接時(shí)。
NMOS管防反接電路圖
NMOS管做電路反接保護(hù)的優(yōu)點(diǎn):首先,價(jià)格方面,NMOS比PMOS便宜,MOS管內(nèi)部電阻是毫歐級(jí)別,損耗小。
NMOS管做電路反接保護(hù)的缺點(diǎn):該電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜;輸入電壓較高時(shí),需要適當(dāng)改變G極串并聯(lián)電阻阻值,或者在GS間并入穩(wěn)壓二極管來(lái)保護(hù)MOS管。
NMOS管做電路反接保護(hù)的使用場(chǎng)景:適用于電壓較低的場(chǎng)合,VDS應(yīng)當(dāng)滿足最高反向電壓的電壓要求,否則體二極管可能被擊穿。電流很大時(shí),應(yīng)該考慮NMOS管的耐流特性以及是否需要加散熱片來(lái)散熱。
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