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二極管、三極管、MOS管、橋堆

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  • mos管防反接保護(hù)電路安全措施-技術(shù)解決方案詳解
    • 發(fā)布時(shí)間:2019-10-12 16:14:44
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    1.通常情況下直流電源輸入防反接保護(hù)電路是運(yùn)用二極管的單向?qū)щ娦詠?lái)完結(jié)防反接保護(hù)。如下圖1示:
    這種接法簡(jiǎn)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(diǎn)是,二極管上的壓降會(huì)消耗能量。輸入電流為2A時(shí),圖1中的電路功耗為1.4W,圖2中電路的功耗為2.8W。
    mos管防反接
    圖1
    圖1 一只串聯(lián)二極管保護(hù)系統(tǒng)不受反向極性影響,二極管有0.7V的壓降
    mos管防反接
    圖2
    圖2 是一個(gè)橋式整流器,不論什么極性都可以正常作業(yè),但是有兩個(gè)二極管導(dǎo)通,功耗是圖1的兩倍
    MOS管型防反接保護(hù)電路
    圖3運(yùn)用了MOS管的開(kāi)關(guān)特性,控制電路的導(dǎo)通和斷開(kāi)來(lái)規(guī)劃防反接保護(hù)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(jí),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(guò)大的問(wèn)題。
    極性反接保護(hù)將保護(hù)用場(chǎng)效應(yīng)管與被保護(hù)電路串聯(lián)聯(lián)接。保護(hù)用場(chǎng)效應(yīng)管為PMOS場(chǎng)效應(yīng)管或NMOS場(chǎng)效應(yīng)管。若為PMOS,其柵極和源極分別聯(lián)接被保護(hù)電路的接地端和電源端,其漏極聯(lián)接被保護(hù)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(hù)電路的電源端和接地端,其漏極聯(lián)接被保護(hù)電路中NMOS元件的襯底。一旦被保護(hù)電路的電源極性反接,保護(hù)用場(chǎng)效應(yīng)管會(huì)構(gòu)成斷路,防止電流焚毀電路中的場(chǎng)效應(yīng)管元件,保護(hù)整體電路。
    詳細(xì)N溝道MOS管防反接保護(hù)電路電路如圖3示
    圖3. NMOS管型防反接保護(hù)電路
    mos管防反接
    圖3
    N溝道MOS管經(jīng)過(guò)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(yùn)用MOS管的開(kāi)關(guān)特性控制電路的導(dǎo)通和斷開(kāi),然后防止電源反接給負(fù)載帶來(lái)?yè)p壞。正接時(shí)分,R1供應(yīng)VGS電壓,MOS豐滿(mǎn)導(dǎo)通。反接的時(shí)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(shí)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(guò)大的問(wèn)題。
    mos管防反接
    mos管防反接
    VZ1為穩(wěn)壓管防止柵源電壓過(guò)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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