电源防反接电路笔记

发布时间: 2024-11-11 14:18:47

来源: 电子工程师笔记

1.防反接对元件的要求

单向导通特性

这个二极管就能实现。但是二极管有管压降，一般都大于0.7V。而且电流越大，管压降越大，二极管功耗也越大。

低功耗

低功耗主要反应在ESR（等效电阻）要小，MOS管就能满足要求，因为一般MOS管的Rdson（等效导通电阻）都是毫欧级别。

2.MOS管的简化等效电路

如下图所示为等效的N-MOS管内部构造。

当Vgs大于阈值电压时MOS管打开，此时DS之间等效的电阻为R1（图中为10毫欧）。但是注意GS之间的电压也有范围，一般是正负20伏，超过这个值GS之间的结电容可能被击穿，导致MOS管损坏。

这个时候电流的流向可以从D到S，也可以从S到D，具体怎么流取决于D和S之间的电压差值。但是只要导通了，电流肯定就不会从右边的体二极管流过了。

右边的二极管是体二极管，是MOS管内部由于生产工艺决定的肯定存在的。体二极管在电源部分可以用于防反接，在逆变桥部分可以用于提供虚流通路。

注意体二极管也是有最大电流限制的，这个电流就是MOS管手册中的MOS管电流参数。

3.防反接电路原理

3.1.电源正反接电路分析

电源正常接：电流从S经二极管流向D，此时存在电流的通路，同时会给GS之间的结电容充电。当充电到Vgs_th的阈值电压，MOS管打开。此时电流经过MOS管从S流向D，由于Rdson很小，此时SD两端电压很小，低于体二极管的开启电压，体二极管关闭（或者说被短路），此时电流不会流经体二极管，那么功耗也就会变小。

电源反接：MOS管的体二极管不导通，此时不存在电源通路，GS电容无法充电，MOS管无法打开，后级电路无电压。

3.2.注意事项

图中的NMOS管是反着接的，因为正常是D接高电位、S接低点位，这里反着接，为的就是使用NMOS管实现防反接。如果正常接MOS管，就起不到防反接的效果了。

D3的稳压管并联在GS端，是因为MOS管的GS之间电压有限制，一般在正负20V。而这里使用的电源电压是24V，所以并联稳压管保护三极管。

稳压管有电流限制，所以使用两个电阻进行限流。

稳压管旁边的104电容可以防止干扰破坏GS两端的电压？

稳压管存在结电容，稳压管的结电容比普通二极管来说要大，这里也使用了稳压管的结电容来吸收电压尖峰。