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          關于防反接保護電路設計的討論

          作者: 時間:2015-03-19 來源:網(wǎng)絡 收藏

            防反接保護電路

          本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/271268.htm

            1,通常情況下直流電源輸入防反接保護電路是利用的單向?qū)щ娦詠韺崿F(xiàn)防反接保護。如下圖1示:

            這種接法簡單可靠,但當輸入大電流的情況下功耗影響是非常大的。以輸入電流額定值達到2A,如選用的快速恢復MUR3020PT,額定管壓降為0.7V,那么功耗至少也要達到:Pd=2A×0.7V=1.4W,這樣效率低,發(fā)熱量大,要加散熱器。

            2,另外還可以用橋?qū)斎胱稣?,這樣電路就永遠有正確的極性(圖2)。這些方案的缺點是,二極管上的壓降會消耗能量。輸入電流為2A時,圖1中的電路功耗為1.4W,圖2中電路的功耗為2.8W.

            

           

            圖1一只串聯(lián)二極管保護系統(tǒng)不受反向極性影響,二極管有0.7V的壓降

            

           

            圖2是一個橋式整流器,不論什么極性都可以正常工作,但是有兩個二極管導通,功耗是圖1的兩倍。

            利用mos管的開關特性,控制電路的導通和斷開來設計防反接保護電路,由于功率MOS管的內(nèi)阻很小,解決了現(xiàn)有采用二極管電源防反接方案存在的壓降和功耗過大的問題。

            MOS管型防反接保護電路

            圖3利用了MOS管的開關特性,控制電路的導通和斷開來設計防反接保護電路,由于功率MOS管的內(nèi)阻很小,現(xiàn)在MOSFET Rds(on)已經(jīng)能夠做到毫歐級,解決了現(xiàn)有采用二極管電源防反接方案存在的壓降和功耗過大的問題。

            極性反接保護將保護用場效應管與被保護電路串聯(lián)連接。保護用場效應管為PMOS場效應管或NMOS場效應管。若為PMOS,其柵極和源極分別連接被保護電路的接地端和電源端,其漏極連接被保護電路中PMOS元件的襯底。若是NMOS,其柵極和源極分別連接被保護電路的電源端和接地端,其漏極連接被保護電路中NMOS元件的襯底。一旦被保護電路的電源極性反接,保護用場效應管會形成斷路,防止電流燒毀電路中的場效應管元件,保護整體電路。

            具體N溝道MOS管防反接保護電路電路如圖3示。

            

           

            圖3 MOS管防反接保護電路

            N溝道MOS管通過S管腳和D管腳串接于電源和負載之間,電阻R1為MOS管提供電壓偏置,利用MOS管的開關特性控制電路的導通和斷開,從而防止電源反接給負載帶來損壞。正接時候,R1提供VGS電壓,MOS飽和導通。反接的時候MOS不能導通,所以起到防反接作用。功率MOS管的Rds(on)只有20mΩ實際損耗很小,2A的電流,功耗為(2×2)×0.02=0.08W根本不用外加散熱片。解決了現(xiàn)有采用二極管電源防反接方案存在的壓降和功耗過大的問題。

            

           

            圖4 使用N型MOS管的輸入防反接電路原理圖

            

           

            圖5 使用P型MOS管的輸入防反接電路原理圖

            VZ1為穩(wěn)壓管防止柵源電壓過高擊穿mos管。NMOS管的導通電阻比PMOS的小,最好選NMOS.

            NMOS管接在電源的負極,柵極高電平導通。

            PMOS管接在電源的正極,柵極低電平導通。

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          關鍵詞: Onsemi 二極管

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