PMOS基反接防护电路
传统的防反保护电路,一般采用的都是PMOS管。将PMOS的G极接电阻到地(GND),当输入端连接正向电压时,电流流过PMOS的体二极管到负载端。
如果正向电压超过 PMOS的门限阈值,主通道则导通。即PMOS的Vds压降变低,电流都从主沟道导通,实现了低损耗和低温升。传统PMOS防反保护我们来看这个电路,MOS的两端电压,也就是体二极管压降电压,它大于mos管的VGS电压,mos管导通,这时体二极管被短路,体二极管的压降电压不存在了。R1是LED的分压限流电阻,导通后LED被点亮,电源正常接入。当电源反接时,PMOS的GS两端电压为正值,MOS管无法导通。其中Rg是降低NMOS导通时的脉冲电流和分压。当GS两端电压过高,稳压二极管D就会进入反向击穿工作模式,在一定反向电流范围内,反向电压不会随反向电流变化。当输入电压过高时,稳压二极管D可以避免GS两端电压超过额定值损坏MOS管的现象。这里要注意mos管的体二极管朝向,当体二极管朝向Vin,一旦反接,电流会从GND——体二极管——Vin,这会直接短路,便无法起到防反接的作用。不过,用PMOS来作防反接电路有三个缺点。一个是系统待机电流大:VGS驱动和保护电路会存在暗电流损耗,两者是由齐纳二极管和的限流电阻R组成的,而限流电阻会影响整个待机功耗。如果这时提高R的取值,稳压管就没办法可靠导通,VGS也会存在过压的风险,并且会影响PMOS的开关速度。另一个是存在反灌电流:在输入电源跌落测试时,PMOS在输入电压跌落时依旧保持导通,此时电容电压会让电源极性反转,导致系统电源故障并中断。
电路中有过压保护措施,如使用瞬态电压抑制(TVS)二极管,以保护电路免受电压尖峰的影响。 选择的PMOS管必须具有足够高的耐压等级,以承受可能出现的最大反向电压。 在PMOS管的栅极和地之间添加限流电阻,以防止过大的电流流入栅极,可能导致PMOS管损坏。 PMOS反接保护电路基本原理 电阻的阻值应根据PMOS管的输入阻抗和控制信号的驱动能力来选择。 在PMOS管的源极和漏极之间并联一个二极管,以防止电源反接时电流通过PMOS管的体二极管流入地线。二极管的正向电压降应低于PMOS管的阈值电压。 在PMOS管输入端不要使用有极性的滤波电路。 在输入端加 NTC + 续流二极管 为了在低电压下也能完全导通,应选择 低阈值型 PMOS 考虑PMOS管在不同温度下的性能变化,确保电路在预期的工作温度范围内稳定工作。 PMOS基反接防护电路的核心是通过PMOS管的导通与截止来控制电流方向。 在G极串接一个电阻R1到地,以防止MOS管击穿。这个电阻可以限制栅极电流,防止栅极电压过高,从而保护MOS管不被损坏 PMOS管的导通电阻应尽可能低,以减少电路中的能量损耗。 使用PMOS作防反接电路时,系统待机电流可能会较大。 PMOS管的体二极管方向正确,以便在电源反接时能够阻止电流流入。 在PMOS管的栅极和源极之间添加一个小电容,以抑制栅极上的噪声和尖峰电压,保护PMOS管不受损坏。 PMOS管的源极(Source)应连接到电源正极,漏极(Drain)连接到电路的正极。 PMOS 是防护电路的核心,选型错误会直接导致防护失效或电路异常 选择合适的PMOS管,其耐压和电流承载能力应满足电路的需求。
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