一、經(jīng)典防反接電路
1、二極管防反接
這種電路使用一個二極管將電源的正極與負極相連,當(dāng)電源的極性正確時,二極管處于正向?qū)顟B(tài),電流可以正常流過;而當(dāng)電源的極性反接時,二極管處于反向截止?fàn)顟B(tài),電流無法通過,從而起到了防反接的作用。
缺點:利用二極管的單向?qū)щ娦詫崿F(xiàn)電源防反接,但電路經(jīng)過二極管后會有壓降,拉低負載電路電壓。
這種電路使用了一個整流橋,它由4個二極管組成,可以將電源的正負極性自動糾正。當(dāng)電源的極性正確時,整流橋的輸出與電源的輸出相同;而當(dāng)電源的極性反接時,整流橋會自動將電源的正負極性進行調(diào)換,從而實現(xiàn)了防反接的功能。
缺點:產(chǎn)生兩個二極管的壓降,拉低負載電路電壓。
3、PMOS管防反接
這種電路使用了一個PMOS管作為開關(guān),當(dāng)電源的極性正確時,MOS管處于導(dǎo)通狀態(tài),電流可以正常流過;而當(dāng)電源的極性反接時,MOS管處于截止?fàn)顟B(tài),電流無法通過,從而實現(xiàn)了防反接的作用。
優(yōu)點:MOS管導(dǎo)通電阻非常小,因此導(dǎo)通壓降可以忽略不計。
區(qū)別:在正常的MOS管應(yīng)用電路中VDS<0,但此處VDS>0。下面會進行詳細解釋。
4、保險絲+穩(wěn)壓管防反接
這種電路使用了一個保險絲+穩(wěn)壓管,當(dāng)電源的極性正確時,保險絲處于正常工作狀態(tài);而當(dāng)電源的極性反接時,穩(wěn)壓管反向?qū)ǎkU絲會熔斷,切斷電路,從而保護后級電路的安全運行。
優(yōu)點:既能防止反接,還能防止過壓和過流。
二、MOS管防反接電路詳解
1、如下圖所示為:VDS<0的MOS管防反接電路。
電源正接時,PMOS的寄生二極管是截止的。
VS=5v,VG=0V,VGS=0-5V=-5V<-VGS(th) PMOS導(dǎo)通
電源反接時,寄生二極管會導(dǎo)通,電源與負載電路未完全斷開,因此不可靠。
2、如下圖所示為:VDS>0的MOS管防反接電路。
VS=5v-0.7=4.3V,VG=0V,VGS=0-4.3V=-4.3V<-VGS(th) PMOS導(dǎo)通
電源反接時寄生二極管和MOS管都斷開,電源與負載電路斷開,可靠
寄生電容
上圖中的C(GD) C(GS) C(DS)為二極管的寄生電容。
寄生電容是指電感,電阻,芯片引腳等在高頻情況下表現(xiàn)出來的電容特性。
一個電阻等效于一個電容,一個電感,一個電阻的串聯(lián),低頻情況下表現(xiàn)不明顯,而高頻情況下,等效值會增大。
MOS管經(jīng)常被要求數(shù)十K乃至數(shù)M的開關(guān)頻率,頻率越高,交流成分越大,寄生電容就能通過交流電流的形式通過電流,形成柵極電流。消耗的電能、產(chǎn)生的熱量不可忽視。
MOS管的寄生電容是指由于MOS管的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造而產(chǎn)生的電容。它主要包括輸入電容(Ciss)、輸出電容(Coss)和反向傳輸電容(Crss)三個參數(shù)。
輸入電容(Ciss)是指當(dāng)MOS管的輸入端施加一個信號時,所需要的電荷量。它由MOS管的柵極和源極之間的電容以及柵極和漏極之間的電容組成。
輸出電容(Coss)是指當(dāng)MOS管的輸出端施加一個信號時,所需要的電荷量。它由MOS管的漏極和源極之間的電容以及柵極和漏極之間的電容組成。
反向傳輸電容(Crss)是指當(dāng)MOS管的柵極施加一個信號時,所需要的電荷量。它由MOS管的柵極和漏極之間的電容組成。
這些寄生電容會影響到MOS管的開關(guān)速度和性能。在使用MOS管構(gòu)建電路時,我們需要考慮到這些寄生電容的存在,以免與外部電路沖突,并確保電路的正常運行
GS間的并聯(lián)電阻
1、泄放電阻、釋放寄生電容Cgs的電流。
2、保證MOS管有效關(guān)斷,當(dāng)G級開路時,DS端的電壓會給C(GD)充電,導(dǎo)致G級電壓升高,MOS不能有效關(guān)斷。
有并聯(lián)電阻后,G級開路,則GS端等電位,保證了MOS管的有效關(guān)斷。
G級串聯(lián)電阻
1、減小電流,G級串聯(lián)電阻,與 Ciss(Ciss = Cgd+Cgs)形成一個RC充放電電路,可以減小瞬間電流值。
2、減小振蕩,MOS管接入電路,也會有引線產(chǎn)生的寄生電感的存在,與寄生電容一起,形成LC振蕩電路。
對于開關(guān)方波波形,是有很多頻率成分存在的,那么很可能與諧振頻率相同或者相近,形成串聯(lián)諧振電路。
串聯(lián)一個電阻,可以減小振蕩電路的Q值,是振蕩快速衰減,不至于引起電路故障。
原文鏈接:
https://blog.csdn.net/STM89C56/article/details/135121578
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