在电源输入端常需防反接电路,常见方案有串联肖特基二极管或使用 PMOS 或 NMOS 管。
(一)使用肖特基二极管
正确接入电源时,电流正向流过二极管;电源接反时,二极管反向偏置阻断电流,保护负载。若 12V 输入突变为 - 20V,输出因大容量电容维持稳定,可短时间为负载供电。
使用二极管虽电路简单、能始终阻断反向电流,但存在正向损耗大、高温时漏电流增大、启动浪涌易超额定值等问题。
(二)使用MOS管
为降低二极管正向压降,可采用 PMOS 管替代肖特基二极管作电源防反接电路。
正常供电时,PMOS 管体二极管短暂导通,待栅极电压低于源极电压后,PMOS 管导通;电源极性反接时,栅极电压变正,PMOS 管关断,保护后级电路。其优势在于功耗低,但无法阻断反向电流,会导致保持电容放电(因 PMOS 管在电源电压接近阈值电压 Vth 才关断,电容会反向给电源充电,造成输出电压骤降)
NMOS 管原理与 PMOS 类似。但还要需注意,因 MOS 管栅源(GS)电压不能超 20V,在 24V、36V 等高压电源系统中,需加稳压二极管保护,防止 MOS 管损坏。
(三)两种电路对比
输入短路时,肖特基二极管迅速反向偏置,阻断反向电流,输出保持电容维持负载供电,输入恢复后继续由二极管供电;而 PMOS 管在栅源电压超 Vth 时关断,因无反向电流阻断能力,输出电压会大幅下降 。
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