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反向电流阻断和反极性保护

反向电流阻断和反极保护

  • 1. 前言
  • 2. 反向电流阻断
    • 2.1 定义
    • 2.2 来源和危害
    • 2.3 优化方法
  • 3. 反极性保护
    • 3.1 定义
    • 3.2 危害
    • 3.3 优化方法
  • 4.总结
  • 参考文献

1. 前言

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2. 反向电流阻断

2.1 定义

指系统输出端电压高于输入端电压,导致电流反向流过系统。

2.2 来源和危害

  1. MOSFET当用于负载切换应用时,体二极管变为正偏
  2. 当电源从系统中断开时,输入电压突然下降。

  • 多功率多路复用供电采用mos控制时
  • oring控制。ORing类似于多路功率再利用,不同之处在于,不是选择电源供系统电,而是始终使用最高电压供系统电。
  • 断电时,特别是输出电容大于输入电容时,电压下降缓慢。

- 反向电流会损坏内部电路和电源 - 反向电流峰会损坏电缆和连接器 - mos体二极管功耗上升甚至损坏

2.3 优化方法

二极管,特别是肖特基二极管,自然具有反向电流和反极保护功能,但成本高,反向漏电流大,需要散热。 两个方向都可以阻断,但占板面积大,导通阻抗大,成本高mos工作时不能提供反向阻断。 下图中,,其集电极为低,两PMOS导通,,如果输出比输入高,右侧mos体二极管导通使其D级高,G级高,左侧mos同时,由于体二极管不通,mos的VSG因此,两极管的压降不能达到门槛电压mos阻断输出到输入的电流。 在这里插入图片描述 反向mos虽然可以阻断输出到输入的反电流,但缺点是从输入到输出总有一条二极管通路,不够智能。当输出大于输入时,无法关闭mos,还需加电压比较电路,所以就有了后来的理想二极管。 开关 多路复用:选择两个或两个以上输入电源之间的一个,为单个输出端供电。 形成理想的二极管有两个目标,一个是模拟肖特基,另一个是输入输出比较电路,使其反向关闭。

3. 反极性保护

3.1 定义

指电源或电池输入的正负极。

3.2 危害

对MCU、DC/DC静电放电转换器或其他集成电路(ESD)二极管电池或极性电容器对二极管造成严重损坏。

3.3 优化方法

上节指出了优缺点。 当电源正接时,体二极管导通,pmos当电源反接时,导通,pmos的g为正,vgs大于0导致pmos体二极管不通,保护了后电路的影响。 原理与高压侧相同pmos。 使用用分立mos建筑的缺点是:

  • 反向电流阻断缺失
  • 低压下pmos导通电阻大,功耗大
  • pmos贵
  • 没有人喜欢地上的波动,所以nmos不需要放在地上。

4.总结

反极性保护和反向电流保护是不同的概念,

参考文献

《11 Ways to Protect Your Power Path》

标签: to251开关三极管

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