NMOS/PMOS反向电池保护电路设计
电路一点通 2024-04-17
相比二极管,使用MOS管作为电池反向保护的电路设计并不常见。然而常用的二极管反向保护也存在一些缺点:压降很高。这在低压电流中容易产生许多问题,相反,MOS管反而解决了这个问题。
为什么需要反向保护?在直流系统中,当电池接反时,使用电池作为电源的电路会遭到损坏。今天我们主要分为NMOS和PMOS两部分进行讲解。我们看下面这个电路:NMOS

电路开启时,电流从电池的正极端子流向设备,随后流向体二极管,最后流向电池的负极端子。此时,体二极管在正向偏置时导通。当体二极管打开时,现有的电流在电路中循环。这时栅极电压为Vgs=Vg-VsVg=V电池Vs=二极管压降VGS = VG – VS = Vbattery – 二极管压降这会导致施加到MOSFET栅极到源极的正电平。因此,NMOS将开始导通,电流将流向沟道而并非二极管。我们看下面的电路:PMOS

当电池电压存在时,电流流经体二极管,体二极管导通;这是因为阳极侧施加了正电压,但电池电压必须高于二极管的正向偏置电压。当二极管为正向偏置时,MOSFET源极中的电压电平,回味电池电压减去体二极管的压降。MOSFET的栅极连接到电池负极端子或者接地,意味着施加到栅极和源极的电压为:Vgs=Vg-VSVg=0VVS = Vbattery – Vdrop(这是一个正值)VGS = VG – VS = 0V – 正电压 = 负电压当施加到栅极与源极的电压为负时,PMOS将会被激活。不过,它需要满足每个MOSFET栅极到源极电压的要求,一般额定电压限制在+/-20V。当MOSFET激活时,通道将会关闭,电流流经MOS,不会流向体二极管。在反向电压电路中,NMOS和PMOS这两种电路,电池反向期间,电路电流基本为零。这相当于不允许MOS管电流流动,从而保护连接到电池的电路或者设备。MOSFET作为反向电池保护,连接的方式相比二极管会复杂一些,但它能够实现较低的压降,性能较高,因此它非常适用于低压应用


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