最近偶然看到PMOS防反接电路,感觉挺实用的,做个记录。
二极管串联
以常用的5V/2A例如。常用的二极管串联在电路中。当电源反接时,二极管承受所有电压,有效防止电源反接损坏后备设备。然而,二极管上的压降较大,损耗较高。使用肖特基二极管可以减少损耗,但它仍然对电路有很大的影响,特别是当电源电压较低时。
反并二极管 保险丝
使用反并二极管 保险丝在正常运行时基本没有损失。当电源反接时,电源侧接近短路,保险丝熔断,以实现保护。反接后,通常需要更换二极管和保险丝。此外,输入反接时产生负压,后部设备可能损坏。
PMOS防反接电路
基本电路
基本的PMOS防反接电路,利用PMOS寄生二极管:
- 电源正接,寄生二极管导通,S极电压升高, V G S ≈ ? V i n V_{GS}\approx -V_{in} VGS≈?Vin,从而PMOS打开时,一般导通电阻在几十个mΩ,导通损耗远低于二极管。
- 电源反接,寄生二极管截止, V G S = 0 V_{GS}=0 VGS=0,PMOS关闭,后设备电压为0。
添加稳压管
如果使用PMOS的Vgs耐压低于电源电压,可采用稳压管限制Vgs。或者当输入电压基本不变时,也可以使用电阻分压。
注意
- PMOS选对的Vds、Vgs耐压,选择低Rds型号可以减少损失
- 注意PMOS上的功耗和散热
- 因为PMOS打开后,电流可以双向流动,电路的负载不能是电池等电压源。否则,如下右图所示,因为负载电池有5个V电压, V G S = ? 5 V V_{GS}=-5V VGS=−5V,实际上PMOS还是开启了,输入反接还是会导致过流。
几种方案对比
二极管串联 | 反并二极管+保险丝 | PMOS | |
---|---|---|---|
成本 | 低 | 较低 | 高 ?(其实不是特别了解物料价格) |
压降、损耗 | 高 | 低 | 低 |
反接保护效果 | 好 | 较差 | 好 |
负载是电池的情况 | 能保护 | 能保护 |