电池充电器的反向电压保护
文章：史蒂夫马丁
为基于电池充电器的应用开发反向电压保护电路。
有一种用于处理源电压反转的众所周知的技术。最明显的是从源到负载的二极管，但由于二极管正向电压，它具有额外功耗的缺点。尽可能优雅，二极管在便携式或备份应用中不起作用，因为电池在充电时必须沉入电流和源电流时。
另一种方法是使用所示的MOSFET电路之一图1。
图1传统负载侧反向保护
对于负载侧电路，该方法优于二极管，因为源极（电池）电压增强MOSFET，产生较少的电压降，有效地更高的电压。由于较高的电导率，更低的成本和离散NMOS晶体管的更好可用性，该电路的NMOS版本优于PMOS版本。在两个电路中，MOSFET在电池电压正处并且当电池电压颠倒时断开。MOSFET的物理“漏极”成为电源，因为它是PMOS版本的较高潜力和NMOS版本中的较低电位。由于MOSFET在三极管区域中电对称，因此它们将在两个方向上同样良好地传导电流。通过这种方法，晶体管必须具有比电池电压大的最大VGS和VDS额定值。
不幸的是，这种方法仅对负载侧电路有效，并且不适用于电池的电路。电池充电器将产生电源，重新启用MOSFET并重新建立与反向电池的连接。显示使用NMOS版本的示例图2.在故障状态下显示电池的位置。
图2.带电池充电器的负载侧保护电路
连接电池时，电池充电器处于非活动状态，负载和电池充电器安全地与倒车电池安全地分离。但是，如果充电器变为有效，例如如果输入电源连接器连接，则充电器从栅极到NMOS的源极产生电压，增强它，导致导致导通。这可以更好地可视化图3.。
图3.电池充电器电路的传统反向电池保护功能发生故障
负载和充电器从反向电压隔离，但保护MOSFET现在遭受超过高功耗。在这种情况下，电池充电器成为电池放电器。当电池充电器为MOSFET产生足够的栅极支撑时，电路将达到平衡，以将电流沉入充电器的电流。例如，如果强MOSFET的VTH约为2V，并且充电器可以在2V下提供电流，则电池充电器输出电压将在2V下沉降，在2V加上电池电压。MOSFET中的功耗是icharge•（vth + vbat），加热MOSFET，直到它从印刷电路板上流出。该电路的PMOS版本遭受了相同的命运。
[继续阅读EDN US：N沟道MOSFET设计]
史蒂文马丁是模拟设备的电池充电器设计管理器。
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