南京观海微电子----MOS管发生反向电流2个原因,3种阻断方法

简介: 反向电流易损坏电路与电源,需及时阻断。二极管方案简单但功耗高;背对背MOSFET电压降小、效率高,可双向阻断;调整MOS管位置亦可防护,但无法完全关断电源。适用于电源多路复用、或门供电、大电容及输入断电等场景。

反向电流可能损坏电路和电源,需采取措施阻断。二极管虽可阻断但导致电压下降和功耗增加。背对背MOSFET可在关闭时阻断电流,电压降更低但空间需求大。MOS管位置调整也可阻断,但无法关闭电源。在电源多路复用、或门应用、大电容和输入功率突然损失时,需设置反向电流保护。

当产生反向电流时该怎么办?

可以使用背靠背MOSFET!当MOSFET关闭时,它可以从两个方向进行阻断电流。

那反向电流是怎么阻断的呢?

产生反向电流一般有两种原因:

第一种是,当电源和系统断开的时候,输入电压突然的下降,在输出端留下更高的电压,导致暂时性反向电流的产生。

第二种是当MOS管用于负载切换,二极管正向偏置,反向电流可以通过其体二极管反向流动,输出电压大于输入电压,就会产生反向电压,导致体二极管两端的功率耗散线性上升。

那反向电流有什么危害呢?

它会损坏内部电路和电源,此外反向电流尖峰也会损坏电缆和连接器。


如何阻断反向电流?常见的有以下三种:

1.利用二极管,但是它会导致正向电压下降,总功耗会增加,电源会因此下降0.6V至0.8V,导致电池寿命缩短。

2.第二种也就是我们开头提到的背对背MOSFET,在MOS管关闭时,可以从两个方向上阻断电流。和二极管相比,它的电压降更低,不过需要更大的空间。

3.最后一种,MOS管的位置让体二极管从输入端到输出端,当MOS管关闭或者打开时,就不会有反向电流流动。

不过这个电路的缺点在于无法关闭电源。因为在电源和负载之间二极管总是导通的。

那么一般在什么时候需要阻断反向电流呢?

1.在电源多路复用的时候,当3.3V电源开关打开时,向系统施加5V电压的情况,对于开关,使用简单的FET解决方案,即使开关断开,反向电流也能够流过FET体二极管。


2.或门应用时,类似于电源多路复用,只是最高电压总是为系统供电,而不是选择一个电源为系统供电。

3.大电容,输入电源下降时,超级电容器保持输出,为了保护上游电源或组件,需要设置反向电流保护。

4.输入功率的突然损失,可能产生反向电流,开关输出端的电容大于输入端,输出端的电压衰减得很慢,也就是说开关输出端的电压下降速度比输入端慢。这时的开关输出上的电压将大于输入,反向电流将流过开关。

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