反向电流阻断分析及优化方法-KIA MOS管
反向电流阻断定义
反向电流是指系统输出端的电压高于输入端的电压,导致电流反向流过系统。
反向电流阻断来源:
MOSFET用于负载切换应用时,体二极管变为正向偏置
当电源从系统断开时,输入电压突然下降。
需要考虑反向电流阻断的场合:
功率多路复用供电采用mos管控制时
oring控制。ORing与功率多路复用类似,不同之处在于,不是选择一个电源为系统供电,而是始终使用最高电压为系统供电。
断电时,特别是输出电容比输入电容大的多的时候,电压下降的慢。
危害:
- 反向电流会损坏内部电路和电源
- 反向电流尖峰还会损坏电缆和连接器
- mos管的体二极管功耗上升甚至损坏
优化方法
1)采用二极管
二极管,特别是肖特基二极管,天然具有反向电流和反极性保护的功能,但是成本高,反向漏电流大,需要散热。
2)采用背对背的mos管
两个方向都可以阻断,但是占板面积大,导通阻抗大,成本高,在mos管工作时,不能提供反向阻断。
下图中,控制三极管导通时,其集电极为低,两Pmos管导通,当三极管关断时,若输出比输入高,右侧mos管体二极管导通,使得其D级为高,使得G级为高,左侧mos管体二极管不通,同时由于mos管的VSG为体二极管压降达不到门槛电压,所以两mos管关断,这样阻断输出到输入的电流。
3)反向mos管
反向mos管虽然可阻断输出到输入的反电流,但缺点是从输入到输出总有一条体二极管通路,而且不够智能,当输出大于输入时,不能关断mos管,还需加电压比较电路,所以就有了后来的理想二极管。
4)负载开关
5)多路复用
多路复用:从两个或更多个输入电源之间选择其中一个为单个输出端供电。
6)理想二极管
形成理想二极管有两个目标,一个是模拟肖特基,二是必须有输入输出比较电路,来使其反向关断。
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