淺析mos管防反接保護電路安全措施

1.通常情況下直流電源輸入防反接保護電路是運用二極管的單向?qū)щ娦詠硗杲Y(jié)防反接保護。如下圖1示：

圖1

這種接法簡略可靠，但當輸入大電流的情況下功耗影響是非常大的。以輸入電流額定值抵達2A,如選用Onsemi的快速恢復二極管 MUR3020PT，額定管壓降為0.7V，那么功耗至少也要抵達：Pd＝2A×0.7V＝1.4W，這樣功率低，發(fā)熱量大，要加散熱器。

2.其他還可以用二極管橋?qū)斎胱稣?，這樣電路就永久有正確的極性(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

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

MOS管防反接，好處就是壓降小，小到幾乎可以忽略不計。現(xiàn)在的MOS管可以做到幾個毫歐的內(nèi)阻，假設是6.5毫歐，通過的電流為1A（這個電流已經(jīng)很大了），在他上面的壓降只有6.5毫伏。

由于MOS管越來越便宜，所以人們逐漸開始使用MOS管防電源反接了。

NMOS管防止電源反接電路：

正確連接時：剛上電，MOS管的寄生二極管導通，所以S的電位大概就是0.6V，而G極的電位，是VBAT，VBAT-0.6V大于UGS的閥值開啟電壓，MOS管的DS就會導通，由于內(nèi)阻很小，所以就把寄生二極管短路了，壓降幾乎為0。

電源接反時：UGS=0，MOS管不會導通，和負載的回路就是斷的，從而保證電路安全。

PMOS管防止電源反接電路：

正確連接時：剛上電，MOS管的寄生二極管導通，電源與負載形成回路，所以S極電位就是VBAT-0.6V，而G極電位是0V，PMOS管導通，從D流向S的電流把二極管短路。

電源接反時：G極是高電平，PMOS管不導通。保護電路安全。

連接技巧

NMOS管DS串到負極，PMOS管DS串到正極，讓寄生二極管方向朝向正確連接的電流方向。

感覺DS流向是“反”的？

仔細的朋友會發(fā)現(xiàn)，防反接電路中，DS的電流流向，和我們平時使用的電流方向是反的。

為什么要接成反的？

利用寄生二極管的導通作用，在剛上電時，使得UGS滿足閥值要求。