一、防反接电路
- 电源正确接入时
电流从 VIN 端流向负载,经由 Q3(NMOS) 通向地(GND)。在上电瞬间,由于 MOS 管的体二极管效应,地回路通过体二极管接通。接下来,由于 Vgs(门源电压)大于 Vgsth(门限电压),MOS管导通。 - 电源反向接入时
电流从 GND 源端流向负载体二极管不导通,且 Vgs 电压不符合要求,因此NMOS管不导通,电路中不存在电流回路,导致负载断路,实现了保护机制。在正常电源接入情况下,电流从源(S)端流向漏(D)端。
注意:Vgs不能超过NMOS管的Vgs最大额定值。所以在电路中引入了一个稳压管 D1,稳压到12V,以避免损坏MOS管。
二、防过压电路
- 正常电压输入时
当 VIN 正常输入电压时,稳压管没有反向击穿,R1,R2 电流基本为0。Q1(PNP三极管) 的 Vbe=0,即 Q1 不导通。Q2(PMOS) 的 Vgs 由 D2(稳压二极管) 决定,若 VIN 输入超过 D2 的稳压值则击穿为 12V,所以 Q2 导通,即电源正常工作。 - 过电压输入时
当 VIN 输入大于正常输入电压,此时 Vin>Vbr,D1(稳压管) 被击穿,其上电压为 Vbr。Q1(PNP三极管) 导通,VCE≈0,即 Q2(PMOS) 的Vgs≈0,Q2 不导通,电路断路,即实现了过压保护。
三、缓启动电路
- 在防过压的基础上加一个 RC 电路对 C1 电容进行充电来延迟三极管的导通时间实现缓启动的功能。
四、防反接&防过压&缓启动电路一体
- 将上述三种保护电路结合到一起,并添加一个TVS二极管,和RC吸收电路,同时将功率地、数字地和模拟地分开,通过一个0Ω电阻进行单点连接。