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      6. 電源防反接電路設(shè)計方案介紹
        • 發(fā)布時間:2024-08-12 18:51:45
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        電源防反接電路設(shè)計方案介紹
        NMOS防反接:
        電源防反接電路
        PMOS防反接
        電源防反接電路
        在實際應(yīng)用中,G極一般串聯(lián)一個電阻,防止MOS管被擊穿,也可以加上穩(wěn)壓二極管,并聯(lián)在分壓電阻上的電容,有一個軟啟動的作用。在電流開始流過的瞬間,電容充電,G極的電壓逐步建立起來。
        電源防反接電路
        對于PMOS,相比NOMS導(dǎo)通需要Vgs大于閾值電壓,由于其開啟電壓可以為0,DS之間的壓差不大,比NMOS更具有優(yōu)勢。
        保險絲防護
        當電源接反時,電路中存在短路,產(chǎn)生大電流,進而將保險絲熔斷,起到保護電路的作用。
        新補充
        PMOS防反接保護電路:
        PMOS用作電源開關(guān),將負載與電源連接或斷開,在正確連接電源期間,MOSFET由于正確的VGS(柵極到源極電壓)而導(dǎo)通,但在反極性情況下,柵極到源極電壓太低而無法導(dǎo)通MOSFET并將負載與輸入電源斷開。
        二極管的接法采用這張圖片的接法
        100R電阻是與齊納二極管相連的MOSFET柵極電阻,齊納二極管保護柵極免受過壓。
        電源防反接電路
        MOSFET選擇的主要參數(shù)
        DS漏源電阻(RDS):使用極低的RDS(漏源電阻)以實現(xiàn)低散熱和極低的輸出壓降,更高的RDS將產(chǎn)生更高的熱耗散。
        D漏極電流:通過MOSFET的最大電流,如果負載電流需要2A電流,選擇能夠承受該電流的MOSFET。在這種情況下,漏極電流為3A的MOSFET是一個不錯的選擇。選擇比實際需要大的參數(shù)。
        DS漏源電壓:DS漏源電壓需要高于電路電壓。如果電路需要最大30V的電壓,則需要漏源電壓為50V的MOSFET才能安全運行,始終選擇大于實際需要的參數(shù)。反接時,MOSFET會因Vgs不足而關(guān)斷,對負載電流和MOSFET都沒有影響。
        以上參數(shù)在正常情況下都是需要的,需要謹慎選擇。
        齊納二極管電壓的選擇:
        每個MOSFET都帶有一個Vgs(柵極到源極電壓)。如果柵極到源極電壓增加超過最大額定值,這可能會損壞MOSFET柵極。因此,選擇一個不會超過MOSFET柵極電壓的齊納二極管電壓。對于10V的Vgs,9.1V齊納二極管就足夠了。確保柵極電壓不應(yīng)超過最大額定電壓。
        齊納二極管與肖特基二極管的區(qū)別:
        電源防反接電路
        (1)肖特基二極管:正向?qū)▔航?.7V左右,整流電流可達幾A
        (2)齊納二極管(穩(wěn)壓二極管):其是一種直到臨界反向擊穿電壓前都具有很高電阻的半導(dǎo)體器件。
        (3)肖特基二極管當反向電壓過大時會損壞,齊納二極管不會!
        (4)應(yīng)用:穩(wěn)壓一般用來提供一個簡易的參考電壓或者做定壓指示,肖特基大多用于開關(guān)整流。
        穩(wěn)壓二極管原理:
        正向特性和普通二極管差不多,反向特性是在反向電壓低于反向擊穿電壓時,反向電阻很大,反向漏電流極小。但是,當反向電壓臨近反向電壓的臨界值時,反向電流驟然增大,稱為擊穿,在這一臨界擊穿點上,反向電阻驟然降至很小值。盡管電流在很大的范圍內(nèi)變化,而二極管兩端的電壓卻基本上穩(wěn)定在擊穿電壓附件,從而實現(xiàn)了二極管的穩(wěn)壓功能。
        齊納二極管需要關(guān)注的參數(shù):
        (1)反向擊穿電壓;(2)功率,在齊納二極管工作時,會有電流流過它,因此會發(fā)熱。
        齊納二極管的使用限制:
        1、不適合大負載場景。只適合負載比較小的場景(幾十mA),當應(yīng)用于大電流場景時發(fā)熱會很嚴重!
        2、缺乏反饋,輸出不穩(wěn)定,負載的跳變和輸入電源的跳變,都會引起輸出電壓的劇烈波動。
        電源防反接電路
        電源防反接電路
        1R1不可少,當R1缺少時,直接接入,會導(dǎo)致齊納二極管上的電流過大而燒毀。
        當沒有達到齊納二極管的反向擊穿電壓時,齊納二極管相當于不存在,正向使用時就相當于肖特基二極管。
        MOS管使用總結(jié)
        MOS管作開關(guān):無論是N溝道還是P溝道,一定是寄生二極管的負極接輸入邊,正極接輸出端或GND,否則就無法實現(xiàn)開關(guān)功能了。
        所以,N溝道D極接輸入,S極接輸出或GND
        P溝道S極接輸入,D極接輸出
        電源防反接電路
        如果方向接反,會出現(xiàn)下面這種情況,起不到開關(guān)作用:因為通過寄生二極管直接導(dǎo)通,S極電壓可以無條件到D極,MOS管就失去了開關(guān)的作用。
        電源防反接電路
        隔離作用:也就是防反接,相當于一個二極管。使用二極管,導(dǎo)通時會有壓降,會損失一些電壓。而使用MOS管做隔離,在正向?qū)〞r,在G極加合適的電壓,可以讓MOS管飽和導(dǎo)通,這樣通過電流時,幾乎不產(chǎn)生壓降。
        作隔離作用時,不論N溝道還是P溝道,寄生二極管的方向就是電路導(dǎo)通的方向。使用PMOS做隔離電路最常見。
        電源防反接電路
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