MOSFET 反接保護(hù)電路
如果電路的電源接反，例如將正極線接到地，負(fù)極線接到電路的Vcc。可能會(huì)發(fā)生兩件壞事，要么我們?cè)O(shè)計(jì)的電路連同其中所有昂貴的組件一起被燒毀，要么電源本身被毀壞。如果電路由電池供電，事情會(huì)變得更加危險(xiǎn)。
反轉(zhuǎn)電池的極性是電路中可能發(fā)生的最糟糕的事情，因?yàn)樗粌H會(huì)損壞電路，還會(huì)導(dǎo)致冒煙和起火，從而成為潛在的威脅。
但是可能會(huì)發(fā)生人為錯(cuò)誤，因此設(shè)計(jì)人員有責(zé)任確保他的電路能夠安全地處理反極性條件。這就是為什么幾乎所有的電路在其輸入端都有一個(gè)額外的安全電路，稱(chēng)為反極性保護(hù)電路。
本文將討論一種MOSFET極性保護(hù)電路，它可以非常有效地保護(hù)電路免受反極性相關(guān)的損壞。該電路還可用作電池極性保護(hù)電路，因此即使由外部直流適配器或電池供電，也可使用相同的設(shè)計(jì)指南來(lái)保護(hù)您的電路。
保護(hù)電路免受反極性影響
有幾種選擇可以保護(hù)電路免受反極性影響。大多數(shù)時(shí)候，電池供電設(shè)備使用特殊類(lèi)型的電池連接器，不允許電池連接器以相反的順序連接。這是一種機(jī)械上可能的電池反極性保護(hù)。
另一種選擇是在電源軌中使用肖特基二極管，但這是保護(hù)電路免受反極性影響的最低效方法。
使用肖特基二極管進(jìn)行極性保護(hù)及其缺點(diǎn)
在下圖中，肖特基二極管與電源軌串聯(lián)使用，在反極性條件下會(huì)產(chǎn)生反向偏置并斷開(kāi)電路。
左圖是極性正確連接，右圖是極性反接的情況。在反極性連接期間，肖特基二極管會(huì)阻止電流流動(dòng)。
但是，由于負(fù)載電流恒定流過(guò)肖特基二極管，上述電路效率低下。此外，由于二極管的正向壓降，肖特基二極管輸出端的電壓小于輸入電壓。因此，通過(guò)使用上述方法，它可以保護(hù)電路免受反極性保護(hù)，但效率不高。
制作反極性保護(hù)電路的正確方法是使用簡(jiǎn)單的 PMOS MOSFET 或 NMOS MOSFET。建議使用 PMOS，因?yàn)?PMOS 會(huì)切斷正軌，電路不會(huì)獲得任何電壓，如果電路在高直流電壓下工作，則產(chǎn)生有害后果的可能性較小。
用于反向電壓保護(hù)的PMOS MOSFET
場(chǎng)效應(yīng)晶體管 (FET) 是一種晶體管，它使用電場(chǎng)來(lái)控制通過(guò)它的電流。FET是具有源極、柵極和漏極三個(gè)端子的器件。FET 通過(guò)向柵極施加電壓來(lái)控制電流流動(dòng)，進(jìn)而改變漏極和源極之間的導(dǎo)電性。這是在 P-MOSFET 中用作反極性保護(hù)開(kāi)關(guān)的基本部件。
下圖為PMOS反接保護(hù)電路。
PMOS 用作電源開(kāi)關(guān)，將負(fù)載與電源連接或斷開(kāi)。在正確連接電源期間，MOSFET 由于正確的 VGS(柵極到源極電壓)而導(dǎo)通。但在反極性情況下，柵極到源極電壓太低而無(wú)法導(dǎo)通 MOSFET 并將負(fù)載與輸入電源斷開(kāi)。
100R 電阻是與齊納二極管相連的MOSFET 柵極電阻。齊納二極管保護(hù)柵極免受過(guò)壓。
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