MOSFET в защите от обратной полярности

У меня такая схема защиты от переполюсовки блока питания:

Схема защиты от обратной полярности

Используемый МОП-транзистор имеет максимальное напряжение V GS 10 В, поэтому здесь используется стабилитрон на 7,5 В.

А что будет, если я подключу, скажем, 12 В? Я не совсем понимаю, как работает этот стабилитрон.

  • Он начнет проводить от 7,5 В.
  • Так что из 12 В он будет «проводить 4,5 В» на затвор.
  • Значит напряжение на затворе относительно земли будет +4,5В.
  • А вот напряжение на затворе относительно истока (V GS ) будет -7,5 В (4,5 В - 12 В).
  • Этому MOSFET требуется около -2 В, чтобы начать проводить. Он получает -7,5 В, поэтому он работает?

Я прав с этим? Я правильно это понимаю?

Ответы (2)

Если вы вдруг подключите +12 к входу, источник сразу поднимется до +11,3 или около того из-за проводимости корпусного диода.

Затвор будет заряжаться до -11,3 В по отношению к истоку через R?. Когда затвор достигает порогового напряжения, канал MOSFET начинает проводить ток, а к тому времени, когда напряжение затвор-исток достигает нескольких вольт, канал MOSFET будет проводить почти весь ток, выходное напряжение будет близко к +12 В. Он продолжает заряжаться, пока не достигнет примерно -7,5 В, после чего диод Зенера начинает отводить значительный ток от затвора.

В устойчивом состоянии с 12 В на затворе находится -7,5 В по отношению к истоку, и МОП-транзистор успешно проводит в обратном направлении к нормальному.

Изменить: что касается защиты ворот Зенера, я хотел бы добавить комментарий ниже к этому ответу.

Вы можете заменить стабилитрон + резистор на прямое соединение, если уверены, что переходных процессов нет. Или с резистором, если ворота уже достаточно защищены внутри. Или делителем на аналогичных условиях. Существует уязвимость всякий раз, когда резистор используется в патологическом случае, когда питание внезапно реверсируется (или, что менее патологически, подключается к переменному току), потому что заряд затвора MOSFET может не успеть разрядиться, и цепь ниже по потоку получит неприятный импульс обратной полярности.

Ну вот и анализ цепи. Но я считаю, что причина в том, что напряжение исток-затвор не должно превышать определенного значения (иначе транзистор выйдет из строя); стабилитрон гарантирует, что 7,5 В является максимальной разницей Vgs, а «R?» делает так, чтобы напряжение затвора было как можно ниже (которое <7,5 В). Вместо этого вы можете заменить стабилитрон простым резистором, если это позволяет ваш диапазон напряжения / бюджет, в зависимости от характеристик полевого транзистора.
Дополнительный вопрос: можно ли использовать эту схему вместо диода Шоттки при соединении нескольких источников питания в один?
@GuillermoPrandi Да, это цель Zener. Вы можете заменить стабилитрон + резистор на прямое соединение, если уверены, что переходных процессов нет. Или с резистором, если ворота уже достаточно защищены внутри. Или делителем на аналогичных условиях. Существует уязвимость всякий раз, когда резистор используется в патологическом случае, когда питание внезапно реверсируется (или, что менее патологически, подключается к переменному току), потому что заряд затвора MOSFET может не успеть разрядиться, и цепь ниже по потоку получит неприятный импульс обратной полярности.
@ zupazt3 Это не предотвратит протекание тока в обратном направлении (на самом деле было бы вперед с точки зрения MOSFET). Есть схемы, которые будут делать то, что вы предлагаете, но они довольно сложны - LTC производит некоторые (недешевые) микросхемы, которые инкапсулируют схему.
@SpehroPefhany Я не думал о проблеме с зарядкой переменного тока / ворот. Хороший совет!
@SpehroPefhany В устойчивом состоянии p-MOSFET проводит в обратном направлении (источник подключен к нагрузке) по сравнению с тем, как обычно используются p-MOSFET (источник подключен к источнику питания). Не повредит ли это мосфету?
@ДэниелК. Нет, все в порядке. Они могут вести в любом направлении.

Что ж, при обратном подключении у вас ВСЕ ЕЩЕ будет обратный ток утечки, протекающий через диод корпуса Mosfet - надеюсь, очень маленький. Кто-то предположил, что обратный ток (при 24 В) через SS34 или что-то подобное Шоттки может быть 12 мА - признавая, что они надеялись правильно прочитать график - я подозреваю здесь ошибку, так как при 25 ° C для SS14 (1 А, 40 В) (логарифмический) график предполагает около 0,05 мА при 24 В - 12 мА кажется массивным. Повышается по мере повышения температуры.

MOSFET в защите от обратной полярности
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v