Part 01 前言
在電子設(shè)計中,電源接反是個“老大難”問題,輕則燒元件,重則全軍覆沒。而PMOS防反接電路以其簡潔高效,成為了電路設(shè)計的“護城河”。接下來我們就從原理設(shè)計結(jié)合仿真驗證看看電路的防反效果。
Part 02 仿真電路圖
電路中,V1為電源輸入,PMOS(M1)源極經(jīng)R1 100K接地,PMOS柵極-源極并聯(lián)穩(wěn)壓二極管D1,R2相當于后級等效負載。正向接通時,PMOS導(dǎo)通,電流流向LOAD R2。接反時,PMOS關(guān)斷,保護負載。這正是PMOS“以靜制動”的妙處。
V1是電源輸入,假設(shè)是正向接法(正極接+,負極接-)。此時,PMOS的源極Source通過自身的體二極管接到V1的正極,柵極Gate通過R1接到地。PMOS進入導(dǎo)通狀態(tài),電流順利流向LOAD,電路正常工作。
如果不小心接反了呢?V1的正極接-,負極接+,正負電源通過PMOS體二極管隔斷。PMOS關(guān)斷,電流無法通過,后級電路安然無恙。
PMOS選型時耐壓和電流需匹配電源,考慮到電源端一般有浪涌脈沖,所以PMOS前面一般要加TVS二極管進行防護,避免PMOS被浪涌脈沖打壞。PMOS本身的耐壓要大于電源電壓最大值,PMOS的通流能力要滿足后級負載的最大電流。若負載電流較大,PMOS的導(dǎo)通電阻Rds(on)會產(chǎn)生壓降,影響效率??梢钥紤]并聯(lián)多個PMOS,或者選低Rds(on)的型號。長時間工作要散熱設(shè)計,別讓它“熱得冒煙”。R1作用:R1的大小會影響PMOS的開啟速度,不過PMOS是工作在長時導(dǎo)通狀態(tài),所以R1取100k影響也不大,同時也能降低待機功耗,比較這個R1可是一直在耗電流。D1選擇15V左右的穩(wěn)壓二極管,主要是因為PMOS柵-源耐壓能力一般最大是20V,沒這個穩(wěn)壓管,那PMOS可是很容易損壞的。當然了不同的PMOS型號,VGS耐壓也不一樣,自己注意看規(guī)格書。
Part 03 仿真效果驗證
從下面的仿真波形可以看出,當輸入電源電壓小于0V時,輸出端是沒有電壓的,從而可以有效保護后級電路!