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mos管防反接保護電路安全措施-技術(shù)解決方案大全

信息來源:本站 日期:2017-12-19 

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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:

這種接法簡略可靠,但當(dāng)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(dá)2A,如選用Onsemi的快速恢復(fù)二極管  MUR3020PT,額定管壓降為0.7V,那么功耗至少也要抵達(dá):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

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(dǎo)通,功耗是圖1的兩倍

MOS管型防反接保護電路

圖3運用了MOS管的開關(guān)特性,控制電路的導(dǎo)通和斷開來規(guī)劃防反接保護電路,由于功率MOS管的內(nèi)阻很小,現(xiàn)在 MOSFET Rds(on)現(xiàn)已可以做到毫歐級,處理了現(xiàn)有選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(yīng)管與被保護電路串聯(lián)聯(lián)接。保護用場效應(yīng)管為PMOS場效應(yīng)管或NMOS場效應(yīng)管。若為PMOS,其柵極和源極分別聯(lián)接被保護電路的接地端和電源端,其漏極聯(lián)接被保護電路中PMOS元件的襯底。若是NMOS,其柵極和源極分別聯(lián)接被保護電路的電源端和接地端,其漏極聯(lián)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(yīng)管會構(gòu)成斷路,防止電流焚毀電路中的場效應(yīng)管元件,保護整體電路。

詳細(xì)N溝道MOS管防反接保護電路電路如圖3示

圖3. NMOS管型防反接保護電路

圖3

N溝道MOS管經(jīng)過S管腳和D管腳串接于電源和負(fù)載之間,電阻R1為MOS管供應(yīng)電壓偏置,運用MOS管的開關(guān)特性控制電路的導(dǎo)通和斷開,然后防止電源反接給負(fù)載帶來損壞。正接時分,R1供應(yīng)VGS電壓,MOS豐滿導(dǎo)通。反接的時分MOS不能導(dǎo)通,所以起到防反接作用。功率MOS管的Rds(on)只要20mΩ實踐損耗很小,2A的電流,功耗為(2×2)×0.02=0.08W根柢不必外加散熱片。處理了現(xiàn)有選用二極管電源防反接方案存在的壓降和功耗過大的問題。


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

NMOS管接在電源的負(fù)極,柵極高電平導(dǎo)通。

PMOS管接在電源的正極,柵極低電平導(dǎo)通。



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