幾個(gè)電源開關(guān)電路對(duì)比分析

在實(shí)際電子設(shè)計(jì)中，防反接保護(hù)電路非常重要，不要覺得自己肯定不會(huì)接錯(cuò)，實(shí)際上無論多么小心，還是會(huì)犯錯(cuò)誤......

上面介紹了利用二極管防反接的辦法，但是壓降是痛點(diǎn)，那么有沒有什么辦法可以去掉這個(gè)壓降呢，PMOS來了！

我們知道，PMOS在完全導(dǎo)通后，導(dǎo)通電阻是很小的，常規(guī)的幾百毫歐，有一些幾十毫歐， 我們這里在GS之間加了一個(gè)齊納二極管防止輸入電壓超過MOS的Vgs，Vgs額定值為20V，我們這里一般用10V的就能滿足了，具體根據(jù)MOS的實(shí)際特性進(jìn)行齊納二極管的選擇。

原理分析：當(dāng)輸入端加正向電壓之后，比如+5V，D端電壓為5V，由于MOS管體二極管的存在，S端的電壓為4.3V，S端電壓減G端電壓大于開啟電壓，PMOS導(dǎo)通后，寄生二極管短路，不再起作用； 電壓反接后，G端電壓大于S端電壓，不導(dǎo)通，實(shí)現(xiàn)了防反接的功能。

電路倒是簡(jiǎn)潔，但這個(gè)電路有個(gè)問題，電路會(huì)倒流。假設(shè)右側(cè)的負(fù)載是一個(gè)電池，電壓為Vb，當(dāng)直流輸入突然斷開時(shí)，Q1的Vgs滿足MOS的導(dǎo)通條件，PMOS就會(huì)導(dǎo)通，電流從右側(cè)往左側(cè)倒流，就可能引發(fā)一些未知的故障。

雖然二極管沒有反向電流（嚴(yán)格意義上有漏電流），但是這個(gè)有反向電流，如果負(fù)載有大容量電容或者是電池， 輸入端關(guān)閉時(shí)，電流會(huì)從右往左從負(fù)載端流出。當(dāng)然，簡(jiǎn)單的電路場(chǎng)合用這個(gè)電路也沒問題。

此電路可以解決負(fù)載中有大容量電容，電源端出現(xiàn)巨大浪涌電流的問題，啟動(dòng)時(shí)緩慢升高電壓以抑制上電時(shí)的浪涌電流。

電壓升高的時(shí)間由圖中的C1與R6決定，值增大，緩啟動(dòng)的時(shí)間變長(zhǎng)，當(dāng)然，也可以按照第二點(diǎn)的方法，在GS間加入齊納二極管。

如果不需要開關(guān)，可以去掉三極管部分即可，只做緩啟動(dòng)功能。

像第二點(diǎn)中的防反接保護(hù)電路中說了，會(huì)有出現(xiàn)倒流的風(fēng)險(xiǎn)，特別是負(fù)載端是電池或者有大容量電容時(shí)，或者是電腦的USB給一些調(diào)試的同時(shí)外部還有電源，則會(huì)流向Vin測(cè)， 進(jìn)而可能引發(fā)一系列的故障，那我們有沒有辦法防止倒灌呢？

我們看上面這個(gè)電路，比上面的電路多了一個(gè)MOS，兩個(gè)MOS背靠背連接起來，當(dāng)Control端ON/OFF為高電平時(shí)，三極管Q9線導(dǎo)通，Q3跟Q4的柵極都被拉低到0V，Q3通過體二極管，符合條件先導(dǎo)通，接著Q4，S端電壓大于G端電壓，也符合導(dǎo)通條件，導(dǎo)通，負(fù)載端得到Vin電壓。

當(dāng)Control端為低電平時(shí)，三極管Q9斷開，Q3與Q4不導(dǎo)通，完全關(guān)斷，并且Q3與Q4的體二極管是反向串聯(lián)的，所以不論哪個(gè)方向，都是不通的，達(dá)到防倒灌的效果。

電路仿真結(jié)果：

左側(cè)Q6三極管，Vb = Vin - 0.65，右側(cè)Q7三極管是否導(dǎo)通，由Vb與Vout決定，Vb > Vout - 0.65，Q7關(guān)閉。

上述關(guān)系演變成，Vin - 0.65 > Vout - 0.65，則晶體管 Q7 關(guān)閉；

如果 Vin > Vout，晶體管 Q7 截止；

當(dāng)Vin輸入一定電壓，Q6飽和導(dǎo)通，Q7截止；MOS管柵極通過電阻接地，導(dǎo)通；

如果Vin被突然關(guān)閉，Vb不再受制于輸入電壓，此時(shí)，Vb = Vout -0.65，Q7導(dǎo)通，MOS管G端電壓拉高，MOS管關(guān)閉，達(dá)到防止回流的效果。

Vin > Vout，MOS打開，Vout≈Vin，理想二極管；

Vin < Vout，MOS關(guān)閉，防止回流。

該電路的優(yōu)點(diǎn)，防反接，輸出基本不損失電壓，不需要額外控制信號(hào)，可以防止電流回流。