傳統(tǒng)的防反保護(hù)電路,一般采用的都是PMOS管。
將PMOS的G極接電阻到地(GND),當(dāng)輸入端連接正向電壓時(shí),電流流過(guò)PMOS的體二極管到負(fù)載端。
如果正向電壓超過(guò) PMOS的門(mén)限閾值,主通道則導(dǎo)通。即PMOS的Vds壓降變低,電流都從主溝道導(dǎo)通,實(shí)現(xiàn)了低損耗和低溫升。
傳統(tǒng)PMOS防反保護(hù)
我們來(lái)看這個(gè)電路,MOS的兩端電壓,也就是體二極管壓降電壓,它大于mos管的VGS電壓,mos管導(dǎo)通,這時(shí)體二極管被短路,體二極管的壓降電壓不存在了。
R1是LED的分壓限流電阻,導(dǎo)通后LED被點(diǎn)亮,電源正常接入。
當(dāng)電源反接時(shí),PMOS的GS兩端電壓為正值,MOS管無(wú)法導(dǎo)通。
其中Rg是降低NMOS導(dǎo)通時(shí)的脈沖電流和分壓。
當(dāng)GS兩端電壓過(guò)高,穩(wěn)壓二極管D就會(huì)進(jìn)入反向擊穿工作模式,在一定反向電流范圍內(nèi),反向電壓不會(huì)隨反向電流變化。當(dāng)輸入電壓過(guò)高時(shí),穩(wěn)壓二極管D可以避免GS兩端電壓超過(guò)額定值損壞MOS管的現(xiàn)象。
這里要注意mos管的體二極管朝向,當(dāng)體二極管朝向Vin,一旦反接,電流會(huì)從GND——體二極管——Vin,這會(huì)直接短路,便無(wú)法起到防反接的作用。
不過(guò),用PMOS來(lái)作防反接電路有三個(gè)缺點(diǎn)。
一個(gè)是系統(tǒng)待機(jī)電流大:
VGS驅(qū)動(dòng)和保護(hù)電路會(huì)存在暗電流損耗,兩者是由齊納二極管和的限流電阻R組成的,而限流電阻會(huì)影響整個(gè)待機(jī)功耗。 如果這時(shí)提高R的取值,穩(wěn)壓管就沒(méi)辦法可靠導(dǎo)通,VGS也會(huì)存在過(guò)壓的風(fēng)險(xiǎn),并且會(huì)影響PMOS的開(kāi)關(guān)速度。
另一個(gè)是存在反灌電流:
在輸入電源跌落測(cè)試時(shí),PMOS在輸入電壓跌落時(shí)依舊保持導(dǎo)通,此時(shí)電容電壓會(huì)讓電源極性反轉(zhuǎn),導(dǎo)致系統(tǒng)電源故障并中斷。
最后就是成本問(wèn)題:
我們都知道PMOS的成本較高,因此PMOS作防反保護(hù)一般適合用于電流超過(guò)3A以上的大電流的場(chǎng)景。
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