在電源輸入端一般都需要做一個防反接電路,常見的電路有兩種:一種串聯肖特基二極管; 另一種通過PMOS管或NMOS管。
(一)使用肖特基二極管
當正確插入電源,負載電流沿二極管正向流動,如果接反,二極管將被反向偏置并且阻止反向電流,從而保護負載免受負電壓的影響;
如圖所示,當12V輸入快速反轉至-20V時,輸出電壓保持不變,不會立即崩潰或跟隨負輸入;放置在輸出端的大容量電容可防止輸出立即下降,并可在輸入電源恢復之前為負載供電一小段時間
電路優缺點:
優點:
電路簡單;
始終阻斷從負載流回電源的反向電流(這個與用MOS管是有區別的)
缺點:
在較高的負載電流下,正向傳導會造成顯著的效率損失;
反向漏電流:高壓肖特基二極管的反向漏電流隨結溫升高而急劇增加,導致反向導通期間的功耗更高; 例如,額定電壓為60V的肖特基二極管STPS20M60S在150°時的反向漏電流為100mA,因此,-60V時的功耗為6W;
在使用大容量電容的系統上,啟動期間的浪涌電流會很大,要求不得超過最大二極管電流;
(二)使用MOS管
2.1PMOS管
為了降低二極管的正向壓降,可以將肖特基二極管替換為PMOS管;在電源正常工作期間,PMOS管的體二極管將被正向偏置,并導通很短的時間,直到柵極電壓被拉至源極以下時會將MOS導通;當電源極性反轉時,柵極電壓變為正電壓,并將MOS管關斷,從而保護后級電路免受負電壓影響;
優點:功耗小
缺點:無法阻斷反向電流流回輸入端,保持電容將被放電(因為MOS管在電源電壓接近Vth時才會關斷,而不是在電源電壓開始下降時立即關斷; 會使電容反向給電源充電,導致輸出電壓大幅下降)
2.2 NMOS管
原理同PMOS管
電路中加入穩壓二極管的原因是MOS管的GS之間的電壓一般不能超過20V,若電源系統是24V或36V更高的,會使MOS管損壞
(三)兩種電路對比
當輸入短路期間,肖特基二極管會快速反向偏置,并阻止反向電流回流到短路的輸入端;輸出的保持電容為負載提供備用電源,使得輸出電壓下降;消除輸入短路后,負載通過肖特基二極管供電;
而PMOS管,當柵源電壓超過Vth時,PMOS管將關斷,由于缺乏反向電流阻斷功能,輸出電壓會大幅下降;
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