PMOS-电池充电器的反向电压掩护（二）-KIA MOS管

P 沟道 MOSFET 设想

图7示出了第二种体例，即接纳一个 PMOS 晶体管作为掩护器件。

在此电路中，MP1 是反向电池检测器件，MP2 是反向断绝器件。操纵 MP1 的源极至栅极电压来比拟电池的正端子与电池充电器输入。若是电池充电器端子电压高于电池电压，则 MP1 将停用主传输器件 MP2。

是以，若是电池电压被驱动至低于地电位，则明显，检测器件 MP1 将把传输器件 MP2 驱动相当断状况 (将其栅极搅扰至其源极)。不管电池充电器是使能并构成充电电压仍是停用 (0V)，它都将完成上述操纵。

该电路的最大上风是 PMOS 断绝晶体管 MP2 底子不具备将负电压传递至充电器电路和负载的权限。图8对此做了加倍清楚的图解。

经由过程 R1 在 MP2 的栅极上可完成的最低电压为 0V。即便 MP2 的漏极被拉至远低于地电位，其源极也不会施加明显的电压下行压力。一旦源极电压降至晶体管高于地电位的 VTH，晶体管将消除本身偏置，并且它的传导性逐步消逝。

源极电压越靠近地电位，晶体管的偏置消除水平越高。这类特征加上简略的拓扑，使得这类体例比前文先容的 NMOS 体例更受喜爱。与 NMOS 体例比拟，它确切存在着 PMOS 晶体管导电性较低且本钱较高的缺乏。

固然比 NMOS 体例简略，可是该电路另有一个很大的毛病谬误。固然它一直供给针对反向电压的掩护感化，可是它可以或许或许不会老是将电路毗连到电池。

当栅极如图8所示穿插耦合时，该电路构成了一个闭锁存储元件，此元件有可以或许或许挑选毛病的状况。固然难以完成，但存在如许一种环境：充电器正在发生电压 (比方 12V)，在一个较低的电压 (比方 8V) 附联电池，电路断开毗连。

在这类环境下，MP1 的源极至栅极电压为 +4V，因此强化 MP1 并停用 MP2。这类环境如图 9 所示，并在节点上列出了不变的电压。

为了完成该前提，电池接入时充电器必须已处于运转状况。若是电池在充电器使能之前接入，则 MP1 的栅极电压完全由电池上拉，因此停用 MP1。当充电器接通时，它发生一个受控的电流 (而不是高电流打击)，这下降了 MP1 接通、MP2 关断的可以或许或许性。

另外一方面，若是充电器在电池附联之前启用，则 MP1 的栅极只要简略地跟从电池充电器输入，由于它是由泄放电阻器 R2 上拉的。未接入电池时，MP1 底子不接通和使 MP2 离开运转状况的偏向。

当充电器已启动并运转、而电池附联在后时，就会呈现题目。在这类环境下，在充电器输入和电池端子之间存在刹时差别，这将促使 MP1 使 MP2 离开运转状况，由于电池电压强迫充电器电容停止接收。这使 MP2 从充电器电容器吸收电荷的才能与 MP1 使 MP2 离开运转状况的才能之间构成了合作。

该电路也用一个铅酸电池和 LTC4015 电池充电器停止了测试。将一个蒙受重负载的 6V 电源作为电池摹拟器毗连至一个已使能的电池充电器相对不会触发“断开毗连”状况。所做的测试并不周全，应在关头操纵中加倍周全完全地停止测试。即便电路确已锁定，停用电池充电器偏从头启用它仍将一直致使从头毗连。

毛病状况可经由过程报酬操控电路 (在 R1 的顶端和电池充电器输入之间成立姑且毗连) 停止演示。但是，遍及以为该电路更偏向于毗连。若是毗连失利确切成为一个题目，那末可以或许或许设想一款操纵多个器件停用电池充电器的电路。图 12 给出了一个加倍完全的电路例子。

图10示出了充电器被停用的 PMOS 掩护电路的结果。请注重，不管甚么环境，电池充电器和负载电压都不会呈现负电压传递。图11示出了该电路处于“当反接电池停止热插拔时充电器已进入运转状况”这类倒霉环境下。

与 NMOS 电路的结果相差无几，在断开电路毗连使传输晶体管 MP2 离开运转状况之前，反向电池稍微下拉充电器和负载电压。

在电路的这个版本中，晶体管 MP2 必须可以或许或许承受两倍于电池电压的 VDS (一个用于充电器，一个用于反接电池) 和即是电池电压的 VGS。

另外一方面，MP1 必须可以或许或许承受即是电池电压的 VDS和两倍于电池电压的 VGS。这项请求使人遗憾，由于对 MOSFET 晶体管来讲，额外 VDS一直跨越额外 VGS。

可以或许或许找到具备 30V VGS 容限和 40V VDS 容限的晶体管，合适铅酸电池操纵。为了撑持电压较高的电池，必须增加齐纳二极管和限流电阻器来点窜电路。图12示出了一个可以或许或许处置两个串连重叠铅酸电池的电路实例。

D1、D3 和 R3 掩护 MP2 和 MP3 的栅极免受高电压的破坏。当一个反接电池停止热插拔时，D2 可避免 MP3 的栅极和电池充电器输入疾速挪动至地电位以下。当电路具备反接电池或处于毛病断开毗连闭锁状况时，MP1 和 R1 可检测出来，并操纵缺失的 LTC4015 的 RT 特征来停用电池充电器。

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