電源防反電路的四種電路設(shè)計(jì)方案

1、二極管防反接

描述：采用二極管進(jìn)行保護(hù)，電路簡(jiǎn)單，成本低，占用空間少，但是二極管PN結(jié)在導(dǎo)通時(shí)，會(huì)存在一定的壓降，一般在0.5V左右（主要根據(jù)選型的二極管參數(shù)決定）

2、采用NMOS防護(hù)

如下圖，上電瞬間，MOS管的寄生二極管導(dǎo)通，系統(tǒng)形成回路，源極S的電位大約是0.7V，而柵極G的電位為Vbat，MOS管的開啟電壓極為：Ugs=Vbat-Vs,柵極表現(xiàn)為高電平，NMOS的ds導(dǎo)通，寄生二極管被短路，系統(tǒng)通過(guò)NMOS的DS接入形成回路，若電源接反，NMOS的導(dǎo)通電壓為0，NMOS截止，寄生二極管反接，電路是斷開的，從而形成保護(hù)。

3、采用PMOS防護(hù)

如下圖，上電瞬間，MOS管的寄生二極管導(dǎo)通，系統(tǒng)形成回路，源極S的電位大約為Vbat-0.7V，而柵極G的電位為0，MOS管的開啟電壓極為：Ugs-0=(Vbat-0.7),柵極表現(xiàn)為低電平，PMOS的DS導(dǎo)通，寄生二極管被短路，系統(tǒng)通過(guò)PMOS的ds接入形成回路，若電源接反，PMOS的導(dǎo)通電壓大于0，PMOS截止，寄生二極管反接，電路是斷開的，從而形成保護(hù)。

NMOS管將ds串到負(fù)極，PMOS管將ds串到正極，寄生二極管方向朝向正確連接的電流方向；

MOS管的D極和S極的接入：通常使用N溝道的MOS管時(shí)，一般是電流由D極進(jìn)入S極流出，P溝道的MOS管時(shí),S極進(jìn)入D極流出，應(yīng)用在這個(gè)電路中時(shí)則正好相反，通過(guò)寄生二極管的導(dǎo)通來(lái)滿足MOS管導(dǎo)通的電壓條件，MOS管只要在G和S之間建立一個(gè)合適的電壓就會(huì)完全導(dǎo)通，導(dǎo)通之后D和S之間就像是一個(gè)開關(guān)閉合了，電流是從D到S或S到D都一樣的電阻。

在實(shí)際應(yīng)用中，G極一般串接一個(gè)電阻，為了防止MOS管被擊穿，也可以加上穩(wěn)壓二極管。并聯(lián)在上面的電容，有一個(gè)軟啟動(dòng)的作用，在電流開始流過(guò)的瞬間，電容充電，G極的電壓逐步建立起來(lái)，如下圖：

對(duì)于PMOS，相比NMOS導(dǎo)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(yōu)勢(shì)。

4、USB與電池切換設(shè)計(jì)：

當(dāng)USB供電時(shí)，PMOS截止，通過(guò)二極管輸入系統(tǒng)；當(dāng)電池供電時(shí)，PMOS導(dǎo)通，下拉電阻的作用是將柵極電位穩(wěn)定拉低，確保PMOS正常開啟，防止柵極高阻抗帶來(lái)隱患。

編輯：黃飛

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