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        7. 電源防反接電路設計方案介紹
          • 發布時間:2024-08-12 18:51:45
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          電源防反接電路設計方案介紹
          NMOS防反接:
          電源防反接電路
          PMOS防反接
          電源防反接電路
          在實際應用中,G極一般串聯一個電阻,防止MOS管被擊穿,也可以加上穩壓二極管,并聯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更具有優勢。
          保險絲防護
          當電源接反時,電路中存在短路,產生大電流,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,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)而導通,但在反極性情況下,柵極到源極電壓太低而無法導通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
          DS漏源電阻(RDS):使用極低的RDS(漏源電阻)以實現低散熱和極低的輸出壓降,更高的RDS將產生更高的熱耗散。
          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。
          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。反接時,MOSFET會因Vgs不足而關斷,對負載電流和MOSFET都沒有影響。
          以上參數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。確保柵極電壓不應超過最大額定電壓。
          齊納二極管與肖特基二極管的區別:
          電源防反接電路
          (1)肖特基二極管:正向導通壓降0.7V左右,整流電流可達幾A
          (2)齊納二極管(穩壓二極管):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)應用:穩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整流。
          穩壓二極管原理:
          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變化,而二極管兩端的電壓卻基本上穩定在擊穿電壓附件,從而實現了二極管的穩壓功能。
          齊納二極管需要關注的參數:
          (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),當應用于大電流場景時發熱會很嚴重!
          2、缺乏反饋,輸出不穩定,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
          MOS管作開關: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,否則就無法實現開關功能了。
          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,會出現下面這種情況,起不到開關作用:因為通過寄生二極管直接導通,S極電壓可以無條件到D極,MOS管就失去了開關的作用。
          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,導通時會有壓降,會損失一些電壓。而使用MOS管做隔離,在正向導通時,在G極加合適的電壓,可以讓MOS管飽和導通,這樣通過電流時,幾乎不產生壓降。
          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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