通常情況下直流電源輸入防反接保護(hù)電路是運(yùn)用二極管的單向?qū)щ娦詠硗杲Y(jié)防反接保護(hù)。如下圖1示：

圖1

圖1 一只串聯(lián)二極管保護(hù)系統(tǒng)不受反向極性影響，二極管有0.7V的壓降。

這種接法簡(jiǎn)略可靠，但當(dāng)輸入大電流的情況下功耗影響是非常大的。以輸入電流額定值抵達(dá)2A,如選用Onsemi的快速恢復(fù)二極管MUR3020PT，額定管壓降為0.7V，那么功耗至少也要抵達(dá)：Pd＝2A×0.7V＝1.4W，這樣功率低，發(fā)熱量大，要加散熱器。

其他還可以用二極管橋?qū)斎胱稣鳎@樣電路就永久有正確的極性(圖2)。這些方案的缺點(diǎn)是，二極管上的壓降會(huì)消耗能量。輸入電流為2A時(shí)，圖1中的電路功耗為1.4W，圖2中電路的功耗為2.8W。

圖2

圖2 是一個(gè)橋式整流器，不論什么極性都可以正常作業(yè)，但是有兩個(gè)二極管導(dǎo)通，功耗是圖1的兩倍。

MOS管防反接，好處就是壓降小，小到幾乎可以忽略不計(jì)。現(xiàn)在的MOS管可以做到幾個(gè)毫歐的內(nèi)阻，假設(shè)是6.5毫歐，通過的電流為1A（這個(gè)電流已經(jīng)很大了），在他上面的壓降只有6.5毫伏。

MOS管型防反接保護(hù)電路

圖3運(yùn)用了MOS管的開關(guān)特性，控制電路的導(dǎo)通和斷開來規(guī)劃防反接保護(hù)電路，由于功率MOS管的內(nèi)阻很小，現(xiàn)在 MOSFET Rds（on）現(xiàn)已可以做到毫歐級(jí)，處理了現(xiàn)有選用二極管電源防反接方案存在的壓降和功耗過大的問題。

極性反接保護(hù)將保護(hù)用場(chǎng)效應(yīng)管與被保護(hù)電路串聯(lián)聯(lián)接。保護(hù)用場(chǎng)效應(yīng)管為PMOS場(chǎng)效應(yīng)管或NMOS場(chǎng)效應(yīng)管。若為PMOS，其柵極和源極分別聯(lián)接被保護(hù)電路的接地端和電源端，其漏極聯(lián)接被保護(hù)電路中PMOS元件的襯底。若是NMOS，其柵極和源極分別聯(lián)接被保護(hù)電路的電源端和接地端，其漏極聯(lián)接被保護(hù)電路中NMOS元件的襯底。一旦被保護(hù)電路的電源極性反接，保護(hù)用場(chǎng)效應(yīng)管會(huì)構(gòu)成斷路，防止電流焚毀電路中的場(chǎng)效應(yīng)管元件，保護(hù)整體電路。

詳細(xì)N溝道MOS管防反接保護(hù)電路電路如圖3示：

N溝道MOS管經(jīng)過S管腳和D管腳串接于電源和負(fù)載之間，電阻R1為MOS管供應(yīng)電壓偏置，運(yùn)用MOS管的開關(guān)特性控制電路的導(dǎo)通和斷開，然后防止電源反接給負(fù)載帶來損壞。正接時(shí)分，R1供應(yīng)VGS電壓，MOS豐滿導(dǎo)通。反接的時(shí)分MOS不能導(dǎo)通，所以起到防反接作用。功率MOS管的Rds（on）只要20mΩ實(shí)踐損耗很小，2A的電流，功耗為（2×2)×0.02=0.08W根柢不必外加散熱片。處理了現(xiàn)有選用二極管電源防反接方案存在的壓降和功耗過大的問題。

正確連接時(shí)：剛上電，MOS管的寄生二極管導(dǎo)通，所以S的電位大概就是0.6V，而G極的電位，是VBAT，VBAT-0.6V大于UGS的閥值開啟電壓，MOS管的DS就會(huì)導(dǎo)通，由于內(nèi)阻很小，所以就把寄生二極管短路了，壓降幾乎為0。

電源接反時(shí)：UGS=0，MOS管不會(huì)導(dǎo)通，和負(fù)載的回路就是斷的，從而保證電路安全。

PMOS管防止電源反接電路：

正確連接時(shí)：剛上電，MOS管的寄生二極管導(dǎo)通，電源與負(fù)載形成回路，所以S極電位就是VBAT-0.6V，而G極電位是0V，PMOS管導(dǎo)通，從D流向S的電流把二極管短路。

電源接反時(shí)：G極是高電平，PMOS管不導(dǎo)通。保護(hù)電路安全。

VZ1為穩(wěn)壓管防止柵源電壓過高擊穿mos管。NMOS管的導(dǎo)通電阻比PMOS的小，最好選NMOS。

NMOS管接在電源的負(fù)極，柵極高電平導(dǎo)通。

PMOS管接在電源的正極，柵極低電平導(dǎo)通。

連接技巧

NMOS管DS串到負(fù)極，PMOS管DS串到正極，讓寄生二極管方向朝向正確連接的電流方向。

感覺DS流向是“反”的？

仔細(xì)的朋友會(huì)發(fā)現(xiàn)，防反接電路中，DS的電流流向，和我們平時(shí)使用的電流方向是反的。

為什么要接成反的？

利用寄生二極管的導(dǎo)通作用，在剛上電時(shí)，使得UGS滿足閥值要求。