本文分析基于MOS管的防反接電路,如NMOS管串入GND管腳的防反接電路。相比于以往的防反接電路,MOS管類型的防反接保護(hù)電路,具有低功耗和壓降小的優(yōu)點(diǎn)。
原理圖
根據(jù)上圖可以看出,MOS管類型的防反接保護(hù)電路略微復(fù)雜。
原理分析
(1)正常工作時(shí)
NMOS管的Gate端經(jīng)R2電阻接VBAT,Source端接芯片GND,Drain端接電源GND。所以,正確上電時(shí),NMOS管的體二極管正向?qū)ǎ琒ource端電壓為0.2V左右,NMOS管導(dǎo)通。
(2)電源反接時(shí)
NMOS管不再導(dǎo)通,即保護(hù)了HSD。
器件分析
(1)Zener二極管
當(dāng)供電電壓大于VGS時(shí),Zener二極管可以很好的保護(hù)NMOS管,所以選擇的Zener二極管閾值應(yīng)小于VGS;
另外,當(dāng)Zener二極管的閾值過(guò)小時(shí),供電電壓大于Zener二極管的閾值,則流經(jīng)R2和Zener二極管的電流會(huì)很大,NMOS管上的電壓就變小,存在不能打開(kāi)NMOS管的風(fēng)險(xiǎn)。因此,選取Zener二極管時(shí),需要注意這兩點(diǎn)。
(2)電阻R2
正常工作時(shí),電阻R2的作用有兩個(gè):
(a)當(dāng)供電電壓大于Zener二極管的閾值時(shí),限制通過(guò)Zener二極管的電流;
(b)R2和NMOS管的Gate端電容組合會(huì)影響NMOS管的充放電速度,也就是會(huì)影響NMOS管的開(kāi)關(guān)速度。因此,一般取15K。
(3)電容C(可選)
對(duì)于脈沖標(biāo)準(zhǔn)ISO7637-2-2004(E)脈沖1測(cè)試IV來(lái)說(shuō),如果需要兼容該標(biāo)準(zhǔn),則不用放置電容C;否則,應(yīng)在Zener二極管兩端并聯(lián)電容C,且R2C的時(shí)間應(yīng)大于2ms(ISO7637-2-2004(E)脈沖1測(cè)試IV)。
需要注意的地方:
(1)NMOS管的保護(hù)電路同其他GND端保護(hù)電路相同,即電源反接時(shí),負(fù)載仍可以工作的(經(jīng)過(guò)HSD的功率MOS管體二極管),因此,需要注意此種情況下芯片發(fā)熱的問(wèn)題。
(2)NMOS管上的壓降,其壓降為RDS(ON)xISON。因此,為了進(jìn)一步減小這個(gè)壓降,需要選擇導(dǎo)通電阻小的NMOS管。
優(yōu)缺點(diǎn):
優(yōu)點(diǎn):低功耗,壓降小。
缺點(diǎn):成本高,電路略復(fù)雜。
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