【技术】防反接保护电路选择二极管还是MOS管？

时间： 2022-08-24 来源：时科

本文时科将对防反接保护电路进行探讨。通常情况下直流电源输入防反接保护电路是利用二极管的单向导电性来实现防反接保护。如下图1所示：

图1是一只串联二极管保护系统不受反向极性影响，二极管有0.7V的压降。这种接法简单可靠，但当输入大电流的情况下功耗影响是非常大的。

以输入电流额定值达到2A，如选用Onsemi的快速恢复二极管MUR3020PT，额定管压降为0.7V，那么功耗至少也要达到：Pd=2A×0.7V=1.4W，这样效率低，发热量大，要加散热器。

另外还可以用二极管桥对输入做整流，这样电路就永远有正确的极性。如下图2所示：

图2是一个桥式整流器，不论什么极性都可以正常工作，但是有两个二极管导通，功耗是图1的两倍。

这些方案的缺点是，二极管上的压降会消耗能量。输入电流为2A时，图1中的电路功耗为1.4W，图2中电路的功耗为2.8W。

利用MOS管的开关特性，控制电路的导通和断开来设计防反接保护电路，由于功率MOS管的内阻很小，解决了现有采用二极管电源防反接方案存在的压降和功耗过大的问题。

MOS管型防反接保护电路

图3利用了MOS管的开关特性，控制电路的导通和断开来设计防反接保护电路。由于功率MOS管的内阻很小，现在MOSFET Rds(on)已经能够做到毫欧级，解决了现有采用二极管电源防反接方案存在的压降和功耗过大的问题。

极性反接保护将保护用场效应管与被保护电路串联连接。保护用场效应管为PMOS场效应管或NMOS场效应管。

若为PMOS，其栅极和源极分别连接被保护电路的接地端和电源端，其漏极连接被保护电路中PMOS元件的衬底。

若是NMOS，其栅极和源极分别连接被保护电路的电源端和接地端，其漏极连接被保护电路中NMOS元件的衬底。

一旦被保护电路的电源极性反接，保护用场效应管会形成断路，防止电流烧毁电路中的场效应管元件，保护整体电路。具体N沟道MOS管防反接保护电路电路如图3示。

N沟道MOS管通过S管脚和D管脚串接于电源和负载之间，电阻R1为MOS管提供电压偏置，利用MOS管的开关特性控制电路的导通和断开，从而防止电源反接给负载带来损坏。

正接时候，R1提供VGS电压，MOS饱和导通;反接的时候MOS不能导通，所以起到防反接作用。功率MOS管的Rds(on)只有20mΩ实际损耗很小，2A的电流，功耗为(2×2)×0.02=0.08W根本不用外加散热片。解决了现有采用二极管电源防反接方案存在的压降和功耗过大的问题。

VZ1为稳压管防止栅源电压过高击穿MOS管。

NMOS管的导通电阻比PMOS的小，最好选NMOS。

NMOS管接在电源的负极，栅极高电平导通。

PMOS管接在电源的正极，栅极低电平导通。

本文由赵浩亮转载自时科，原文标题为:二极管 VS MOS管，你的防反接保护电路选择谁？，本站所有转载文章系出于传递更多信息之目的，且明确注明来源，不希望被转载的媒体或个人可与我们联系，我们将立即进行删除处理。

暂无评论

【技术】解析稳压二极管应用电路——直流稳压电路、串联型稳压电路等

稳压二极管比较特殊，基本结构与普通二极管一样，也有一个PN结。由于稳压二极管具有稳压作用，因此在很多电路当中均有应用，如稳压电源、限幅电路、过压保护电路、补偿电路等等。下面一起来看看其常应用的电路。

技术探讨发布时间 : 2023-02-08

开关二极管作为一种关键的电子元件，在高频和快速切换应用中扮演着重要角色。因此，在选择开关二极管时，理解和评估关键参数至关重要。本文将为您解读开关二极管选型关键参数。

技术探讨发布时间 : 2024-08-30

为了在消费电子、通信设备、工业控制和汽车电子市场中脱颖而出，选择合适的稳压二极管至关重要。时科1SMA4728AG系列稳压二极管提供3.3V至330V的广泛稳定电压范围，额定电流范围为1mA至75mA，提供了极低的动态电阻，额定功耗为1W，具有低温度系数，反向漏电流在1至100uA之间。

技术探讨发布时间 : 2024-08-14

时科提供二极管的以下参数选型：I(AV)（A）：0.1~50A、IFSM（A）：0.2~625A、VRRM（V）：10~2000V，主要品类包括：小信号整流二极管,整流二极管,通用整流二极管,碳化硅肖特基二极管,肖特基二极管,小封装肖特基二极管,低VF肖特基二极管

产品型号	品类	I(AV)（A）	IFSM（A）	VF（V）	VF IF（mA、A）	IR（μA、mA）	IR VR（V）	Package
2CZ4007	SMALL SIGNAL RECTIFIER DIODES	1	15	1.1	1A	5μA	1000	SOD-123

选型表 - 时科立即选型

产品型号	品类	VZT MIN(@IZT)(V)	VZT NOM(@IZT)(V)	VZT MAX(@IZT)(V)	IZT(mA)	ZZT MAX(@IZT)(Ω)	Ir MAX(μA)	Vr(V)	Pd(mW)	Package
MM1W3V3	稳压二极管	3.1	3.3	3.5	75	10	100	1	1000	SOD-123/SOD-123FL