直流係統中,比如汽車電子設計中,當電池接反時,使用電池作為電源的電路可能會損壞,所以一般需要反向電壓保護電路。
其實用MOSFET作為反向保護電路一般比較少,原因成本比較高,最常見的方法是使用麻豆国产一区,然而,麻豆国产一区壓降很高,這將在低壓電路中產生問題,這就是電池反向保護中一般使用 MOSFET 作為防反接器件的原因,因為它的導通電壓降非常低。
PMOS作為反向電壓保護電路的原理
MOSFET無論N溝道或P溝道,它們都非常適合作為反向電壓保護器件,下麵講解一下基於P溝道MOSFET反向保護電路的設計。
下圖說明了如何使用 P 溝道MOSFET作為反向電壓保護的電路連接。需要注意的是MOSFET必須安裝在電源端。其中漏極D必須連接到電池的正極,柵極必須連接到係統接地端。

當電源電壓存在時,電流將流向MOS管的體麻豆国产一区。體麻豆国产一区將導通,因為電池電壓高於體麻豆国产一区的正向偏置電壓。MOSFET源極的電壓將為電池電壓減去體麻豆国产一区壓降。
簡而言之,這是一個比較低的電壓水平。MOSFET的柵極連接到地,這意味著施加到柵極到源極的電壓為

一旦施加到柵極到源極的電壓為負電壓,PMOS將處於導通狀態,電流將流向PMOS導通溝道,不在流經體麻豆国产一区,原因是PMOS的導通電阻很小,那麽流經它的電流產生的壓降也是很小,從而無法達到體麻豆国产一区的導通壓降,體麻豆国产一区自然就關斷了。
P溝道MOSFET作為電池反向保護的基本設計要求
a. 柵源閾值電壓
柵極到源極上施加的負電壓必須滿足PMOS的電平要求。下麵是某MOSFET規格書中的柵極到源極閾值電壓。
可以看出為了打開MOSFET,電源電壓和體麻豆国产一区之間的差值必須高於-1V才行。對於低壓係統,最好選擇柵極到源極閾值電壓非常低的 MOSFET。

b. 最大柵源電壓
MOSFET的最大柵源電壓規格不得超過規格書中的限製,否則PMOS會受到損壞
c. 額定電流
PMOS的額定漏極電流必須高於流入它的實際電流
d. 額定功率
額定功率至關重要,因為這是 MOSFET散熱能力有限。計算出的功耗必須低於器件的額定值。例如規格書中指的是 25℃時的額定功率為8.3W。因此,實際工作的功耗必須低於此值,並留有足夠的餘量。
e.工作溫度範圍
還需要注意MOSFET的工作環境溫度以超過其最大結溫範圍。
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