MOS管防反电路的原理分析

描述

我们在研发产品时,我们为了保证产品的可靠性,我们会设计电源防反电路;这是为了防止电源错插,插反导致主板烧毁;为了防止这种情况的发生,我们在源头增加了这一道程序;

我们来看:

  1. 在小电流场景下,我们一般可以用二极管来做防反电路,利用二极管的单项导电性;

下面左图中电源正接,电源经过D1,R5到地构成一个完整回路,而右图中电源反接,由于二极管单向导电,没有回路,因此截止;

为啥只能在小电流场景下,大电流下二极管电压降大,功率就大,发热就厉害;

二极管

2.我们来看NMOS管

我们知道NMOS管是GS压差大于开启电压才能导通,我们怎么利用电源?

如下图1,2中,2种电路在电源正接时均可以实现12V输出;那么是不是2种电路均可以适用?

二极管

我们之前说过,额外加载电路不能对原来电路造成影响,即反接的话也要对原来电路没影响才对;我们看:

在反接仿真时可以明显看出,左图输出接近0V,即无输出;右图中依然有输出,而且是负输出;

二极管

对于上述电路我们要注意,肯定有人会疑惑,NMOS管不是VGS电压大于阈值电压才开启么,上面右图怎么有输出咧,我们要注意MOS管还有个体二极管,这个二极管正向也会导通的;

上述电路我们优化下:

  1. NMOS管栅极要做限流处理;
  2. VGS电压不能超过手册中最大电压,还要留有余量,所以栅极电压我们做分压处理;

二极管

对于上述电路,我们将大电源电压分压成小电压给栅极,再在R4旁并联一个6V的稳压管,保证NMOS管的可靠性;

3.对于PMOS,我们类比NMOS管设计:

二极管

今天就到这里,感谢大家阅读;

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