PMOS 電路
開啟PMOS,柵極電壓必須被拉< V B A T T 4.5V ,應(yīng)該低于V L O A D
因而比較器的反相輸入端連接到 V B A T T
當(dāng)電流正向時,輸出低電平,此時 V B A T T 端較高。
通過D3, D4, R4,實(shí)現(xiàn)“浮地”拓?fù)?,可鉗位比較器的供電電壓,使其輸出不會超過MOS 管的最大柵源電壓V G S ( m a x ) 。
當(dāng)電源反接或者電壓跌落,D4 可阻止C1 放電,于是允許比較器繼續(xù)工作一段時間,D4 能防止比較器,因電源反接被燒;
負(fù)載電壓 > 運(yùn)放最大輸入電壓
如,5V 運(yùn)放控制20V 電源,抬高運(yùn)放的接地電壓,使輸入電壓位于極限范圍內(nèi)。
給運(yùn)放電源降壓不可行,共模輸入電壓會大幅超過運(yùn)放的電源電壓,芯片損壞。
電源端電壓可能 > 負(fù)載電壓,或可能< 被拉起來的運(yùn)放地電壓,因此反相端的鉗位二極管D2 不可去掉。
在電流正常的正向流動時,比較器的靜態(tài)電流經(jīng)過D4 和R3 流動,D3 在過電壓時提供鉗位。
R4 的取值兼顧了兩個方面
1.要在正常狀態(tài)最小化R4 上的壓降,而在輸入過電壓時,又要能承受足夠的耗散功率。
2.當(dāng)進(jìn)入過電壓狀態(tài)時,R4 上看到的電壓是電池電壓減去齊納二極管D3 上的穩(wěn)壓值。比較器的供電電壓是由D3 鉗位的,所以電池電壓的最大值取決于R4 上的耗散功率和MOS 管的最大漏源電壓V D S ( m a x )。
假設(shè)最大輸入電壓是24V,R4 上的耗散功率可由下式計算:
其中,
V R 4 ( M A X ) R4 上的最大電壓;
P R 4 ( M A X ) 是R4 的最大耗散功率;
如,使用最低兩倍的安全系數(shù),R4 至少應(yīng)該使用 ?W的額定規(guī)格。
R2作用:限制柵極瞬態(tài)峰值充電電流,必須使用低值電阻以滿足驅(qū)動MOS 管柵極電容的需要。
R3 作用:柵極下拉電阻(把柵極上拉到源極),用于在比較器不工作,輸出高阻抗時保證MOS 管關(guān)斷。
V B A T T 如果低于比較器懸空的低電壓,比如電池反接時,R1 和D2 鉗位比較器的輸入端。
額外好處
當(dāng)電池反接時,D2 和R1 把懸空的地電壓拉低到此時的負(fù)極電壓,為比較器提供電源回路,此時VCC 供電由C1 提供。
輸出鉗位二極管D5作用: 在無負(fù)載或輕載的場合“固定”輸出。
當(dāng)負(fù)載電流小于反向電流閾值時,比較器可能會因?yàn)檩斎胧д{(diào)電壓而開啟MOS 管,這個二極管提供足夠的反向泄露用來將MOS 管關(guān)閉。
如果有必要給比較器電路設(shè)置關(guān)閉功能,可以將一個三極管或者M(jìn)OS 管放在R4 的接地端和地之間。
當(dāng)比較器被關(guān)閉時,MOS 管(Q1)處于體二極管狀態(tài)。
審核編輯:湯梓紅
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原文標(biāo)題:PMOS 反向電流保護(hù)電路分析
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