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,電流流過PMOS的體二極管到負(fù)載端。
如果正向電壓超過 PMOS的門限閾值,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,實現(xiàn)了低損耗和低溫升。
傳統(tǒng)PMOS防反保護(hù)
我們來看這個電路,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被點亮,電源正常接入。
當(dāng)電源反接時,PMOS的GS兩端電壓為正值,MOS管無法導(dǎo)通。
其中Rg是降低NMOS導(dǎo)通時的脈沖電流和分壓。
當(dāng)GS兩端電壓過高,穩(wěn)壓二極管D就會進(jìn)入反向擊穿工作模式,在一定反向電流范圍內(nèi),反向電壓不會隨反向電流變化。當(dāng)輸入電壓過高時,穩(wěn)壓二極管D可以避免GS兩端電壓超過額定值損壞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,電流會從GND——體二極管——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(tǒng)待機(jī)電流大:
VGS驅(qū)動和保護(hù)電路會存在暗電流損耗,兩者是由齊納二極管和的限流電阻R組成的,而限流電阻會影響整個待機(jī)功耗。 如果這時提高R的取值,穩(wěn)壓管就沒辦法可靠導(dǎo)通,VGS也會存在過壓的風(fēng)險,并且會影響PMOS的開關(guān)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(dǎo)通,此時電容電壓會讓電源極性反轉(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3A以上的大電流的場景。
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