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  6. PMOS管的防反電路設計解析
    • 發布時間:2023-04-22 15:12:21
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    PMOS管的防反電路設計解析
    防反電路的基本類型:
    1、串聯肖特基二極管
    這種方式的優點是簡單,成本低,但損耗較大。一般用于電流不超過 2-3A 的小電流應用。
    2、在高邊串聯 PMOS
    這種方式的驅動電路簡單,當電源正接時,PMOS 溝道導通,管壓降小,損耗和溫升低,當電源反接時,PMOS 溝道關閉,寄生體二極管實現防反的功能。缺點是,PMOS 成本較高。一般用于電流超過 3A 以上的大電流應用場合。
    3、在低邊串聯 NMOS
    這種方式柵極驅動電路簡單,且 NMOS 成本較低。其工作原理和 PMOS 類似。但由于這種防反結構使得電源地和負載地被分割,在汽車電子產品設計中,很少用到。
    PMOS 防反電路
    詳細介紹PMOS的防反電路設計
    如下是最傳統的采用 PMOS 做防反功能的電路單元,PMOS 的門級接電阻到地。
    當輸入端接正向電壓時,電流流過 PMOS 的體二極管到負載端,當正向電壓高于 PMOS 門限閾值電壓,則會導通溝道,PMOS 的 Vds 壓降降低,從而實現低損耗。
    一般我們會在門級和源極之間接穩壓管,防止輸入電源波動時,柵源極 Vgs 出現過壓,擊穿 PMOS;
    但基本 PMOS 防反電路具有如下兩個缺點:
    1.系統待機電流較大
    PMOS防反單元電路,自始至終,由穩壓管和限流電阻構成的Vgs驅動和保護電路都存在暗電流,這樣限流電阻R的選擇將影響整體的待機功耗;
    限流電阻R的取值不宜過大。一方面,普通穩壓管的正常鉗位電流基本為mA級,如果限流電阻過大,穩壓管沒辦法可靠導通,其鉗位的性能大打折扣,Vgs存在過壓的風險;
    另一方面,限流電阻越大,PMOS的驅動電流越小,其開通和關斷的過程就越慢,當輸入存在電壓波動的時候,PMOS可能長時間存在于線性區,導致PMOS出現過溫的問題。
    PMOS 防反電路
    2.存在反灌電流。
    采用基本 PMOS 做防反電路設計,在做輸入電源跌落測試時,隨著輸入電壓跌落,PMOS 溝道仍導通,此時系統電容的電壓會反灌電源,導致產品的系統掉電,功能中斷。
    在做輸入疊加交流電壓測試時,由于 PMOS 完全導通,同樣存在電流反灌的現象,導致電解電容反復充放電,電解電容存在過熱隱患。
    PMOS 防反電路
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