傳統的防反保護電路,一般採用的都是PMOS管。
將PMOS的G極接電阻到地(GND),當輸入端連接正向電壓時,電流流過PMOS的體二極體到負載端。
如果正向電壓超過 PMOS的門限閾值,主通道則導通。即PMOS的Vds壓降變低,電流都從主溝道導通,實現了低損耗和低溫升。
傳統PMOS防反保護
我們來看這個電路,MOS的兩端電壓,也就是體二極體壓降電壓,它大於mos管的VGS電壓,mos管導通,這時體二極體被短路,體二極體的壓降電壓不存在了。
R1是LED的分壓限流電阻,導通後LED被點亮,電源正常接入。
當電源反接時,PMOS的GS兩端電壓為正值,MOS管無法導通。
其中Rg是降低NMOS導通時的脈衝電流和分壓。
當GS兩端電壓過高,穩壓二極體D就會進入反向擊穿工作模式,在一定反向電流範圍內,反向電壓不會隨反向電流變化。當輸入電壓過高時,穩壓二極體D可以避免GS兩端電壓超過額定值損壞MOS管的現象。
這裏要注意mos管的體二極體朝向,當體二極體朝向Vin,一旦反接,電流會從GND——體二極體——Vin,這會直接短路,便無法起到防反接的作用。
不過,用PMOS來作防反接電路有三個缺點。
一個是系統待機電流大:
VGS驅動和保護電路會存在暗電流損耗,兩者是由齊納二極體和的限流電阻R組成的,而限流電阻會影響整個待機功耗。 如果這時提高R的取值,穩壓管就沒辦法可靠導通,VGS也會存在過壓的風險,並且會影響PMOS的開關速度。
另一個是存在反灌電流:
在輸入電源跌落測試時,PMOS在輸入電壓跌落時依舊保持導通,此時電容電壓會讓電源極性反轉,導致系統電源故障並中斷。
最後就是成本問題:
我們都知道PMOS的成本較高,因此PMOS作防反保護一般適合用於電流超過3A以上的大電流的場景。
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(以上部分圖片與資料來源於網路)
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