基于二極管或MOS管的反向保護電路設計分享-KIA MOS管

二極管或MOS管的反向保護電路設計

設計電路時(shí)，有時(shí)候會(huì )發(fā)現電路板上的芯片突然有微微燒焦的氣味，這有可能是反向電流的惡作劇。特別是設計便攜式的電子產(chǎn)品，如果一不小心，電池的反向連接對便攜式產(chǎn)品可以是致命的，會(huì )有損壞電路或電池本身的危險。

因此，為了防止反向電流的突襲，除了可以使用機械式保護來(lái)確保電池的正確極性的連接外，反向電流保護的電路設計也不容忽視喔。在電路設計方面，我們可利用以下3種常見(jiàn)的方法來(lái)可以防止反向電流——二極管、MOS管和負載開(kāi)關(guān)。

反向保護電路-二極管

利用二極管是最簡(jiǎn)單且最便宜的反向電流保護方法，常見(jiàn)例子是使用二極管與電池串聯(lián)連接一起。在選擇二極管時(shí), 以下一些參數需要特別留意：

最高反向工作電壓

加在二極管兩端的反向工作電壓高到一定值時(shí)，管子將會(huì )擊穿，失去單向導電能力。為了保證使用安全，規定了最高反向工作電壓。

例如，1N4001二極管反向耐壓為50V，1N4007的反向耐壓為1000V。因此，使用時(shí)應避免二極管外加的反向工作電壓過(guò)高。

反向電流

反向電流是指二極管在規定的溫度和最高反向電壓作用下，流過(guò)二極管的反向電流。反向電流越小，管子的單方向導電性能越好。

反向電流與溫度密切相關(guān)，大約溫度每升高10℃，反向電流有可能增大一倍。硅二極管比鍺二極管在高溫下具有較好的穩定。

反向恢復時(shí)間

從正向電壓變成反向電壓時(shí)，電流一般不能瞬時(shí)截止，要延遲一點(diǎn)點(diǎn)時(shí)間，這個(gè)時(shí)間就是反向恢復時(shí)間。它直接影響二極管的開(kāi)關(guān)速度。

比如我們以Digi-Key的網(wǎng)站為例，可以根據不同二極管類(lèi)型及設計參數的要求，篩選合適的二極管。

MOS管，反向保護電路

但是使用二極管也有缺點(diǎn)，就是輸入大電流的情況下對功耗影響會(huì )非常大。例如流通的電流額定值達到2A時(shí)，對于大部份常用的二極管來(lái)說(shuō)，它們的正向壓降將Vcc的限制在0.6V-0.8V。那么功耗（Pd）至少也要達到：

MOS管，反向保護電路

這樣大大增加了系統總體的功耗，效率也會(huì )降低。

MOS管，反向保護電路

因此有些設計人員寧愿選擇肖特基二極管以減少正向壓降，但需要注意的是：它們較昂貴，而且會(huì )有較多的反向電流泄漏的問(wèn)題。

反向保護電路-MOS管 (MOSFET)

由于MOS管的內阻很小，一些MOS管的 Rds（on）已經(jīng)能夠做到毫歐級，可以解決了基于二極管的反向電流保護方案中存在的壓降和功耗過(guò)大的問(wèn)題。

MOS管，反向保護電路

如下所示，利用2個(gè)MOS管背靠背地連接是一個(gè)不錯的解決方案。當2個(gè)MOS管關(guān)閉，它們可以阻斷兩個(gè)方向電流的流通。與二極管的解決方案相比，MOS管可以支持更低的電源壓降供應給負載。但是，如果要實(shí)現這種方案，需要多個(gè)元器件配合，使得電路會(huì )在電路板上占用更多的空間。

MOS管，反向保護電路