在電子電路設(shè)計(jì)中，電源防反接是一個(gè)至關(guān)重要的問(wèn)題，因?yàn)殡娫捶唇涌赡軙?huì)對(duì)后級(jí)設(shè)備造成嚴(yán)重的損壞。基于二極管和 MOS 管的電源防反接電路是常用的解決方案，下面我們來(lái)詳細(xì)了解一下。

二極管串聯(lián)方案

以常用的 5V/2A 電路為例，將常用二極管串聯(lián)在電路中是一種基本的防反接方法。當(dāng)電源反接時(shí)，二極管會(huì)承擔(dān)所有的電壓，從而有效防止電源反接損壞后級(jí)設(shè)備。然而，這種方案存在明顯的缺點(diǎn)，即二極管上的壓降較大，會(huì)導(dǎo)致較高的損耗。雖然使用肖特基二極管可以在一定程度上減小損耗，但在電源電壓更低的情況下，仍然會(huì)對(duì)電路產(chǎn)生較大影響。

反并二極管 + 保險(xiǎn)絲方案

使用反并二極管和保險(xiǎn)絲的組合，在正常運(yùn)行時(shí)基本沒(méi)有損耗。當(dāng)電源反接時(shí)，電源側(cè)接近短路，保險(xiǎn)絲會(huì)熔斷，從而實(shí)現(xiàn)保護(hù)功能。不過(guò)，這種方案也有不足之處。在反接發(fā)生后，二極管和保險(xiǎn)絲一般都需要更換。而且，輸入反接時(shí)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)負(fù)壓，后級(jí)設(shè)備仍然有可能受到損壞。

PMOS 防反接電路

基本電路

基本的 PMOS 防反接電路利用了 PMOS 的寄生二極管。當(dāng)電源正接時(shí)，寄生二極管導(dǎo)通，S 極電壓升高，使得 VGS ≈ -Vin，從而使 PMOS 開(kāi)啟。一般來(lái)說(shuō)，PMOS 的導(dǎo)通電阻在數(shù)十 mΩ，導(dǎo)通損耗遠(yuǎn)低于二極管。當(dāng)電源反接時(shí)，寄生二極管截止，VGS = 0V，PMOS 關(guān)斷，后級(jí)設(shè)備電壓為 0，實(shí)現(xiàn)了防反接的功能。

添加穩(wěn)壓管

如果使用的 PMOS 的 Vgs 耐壓低于電源電壓，可以使用穩(wěn)壓管來(lái)限制 Vgs。或者在輸入電壓基本不變的情況下，也可以使用電阻分壓的方法。

注意事項(xiàng)

1. 在選擇 PMOS 時(shí)，需要考慮合適的 Vds、Vgs 耐壓，選擇低 Rds 的型號(hào)可以進(jìn)一步減小損耗。
2. 要注意 PMOS 上的功耗和散熱問(wèn)題，以確保電路的穩(wěn)定性。
3. 由于 PMOS 開(kāi)啟后電流可雙向流動(dòng)，因此這個(gè)電路的負(fù)載不能是電池等電壓源。否則，當(dāng)負(fù)載電池有電壓時(shí)，實(shí)際上 PMOS 還是會(huì)開(kāi)啟，輸入反接仍會(huì)導(dǎo)致過(guò)流。