[發(fā)明專利]一種電源單向電流控制電路

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810164064.3
• 申請日: 2018-02-27
• 公開（公告）號: CN108390365A
• 公開（公告）日: 2018-08-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張石;魯佶
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢煜煒光學(xué)科技有限公司;張石;魯佶
• 主分類號: H02H11/00
• 分類號: H02H11/00;H02H7/10
• 代理公司: 成都頂峰專利事務(wù)所(普通合伙) 51224
• 代理人: 李崧巖

本發(fā)明公開了一種電源單向電流控制電路，包括電源模塊和用電模塊，電源模塊和用電模塊之間連接有MOS管，MOS管的漏極D連接電源模塊的正極，MOS管的源極S連接用電模塊的正極，MOS管的柵極G連接電源模塊的負極和用電模塊的負極。電路整體功耗低，可適用于大功率用電場合，且利于小型化，電路板面積小。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種電源單向電流控制電路。

背景技術(shù)

如圖1所示，在實際的電路運用過程中往往會發(fā)生以下電源反接的錯誤情況。這種情況下，如果不對用電模塊加以保護，就會損壞用電設(shè)備。這就需要一個簡單有效的電源單向電流控制電路來保護用電設(shè)備。

目前用的最多電源單向電流控制電路如圖2所示，該電路利用了二極管的單向?qū)щ娦詠砜刂齐娏鞯膯蜗蛄鲃?，從而達到保護用電模塊的目的。這種電路存在以下缺點：

(1)功耗太大，由于二極管上有壓降，電流上升之后，二極管的耗散功率就會顯著增加；

(2)由于大功率二極管型號很少，無法應(yīng)用于大功率場合；

(3)整體電路的面積會比較大，不利于產(chǎn)品的小型化。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，本發(fā)明目的在于提供一種電源單向電流控制電路，電路整體功耗低，可適用于大功率用電場合，且利于小型化，電路板面積小。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：一種電源單向電流控制電路，包括電源模塊和用電模塊，電源模塊和用電模塊之間連接有MOS管，MOS管的漏極D連接電源模塊的正極，MOS管的源極S連接用電模塊的正極，MOS管的柵極G連接電源模塊的負極和用電模塊的負極。

進一步地，所述MOS管的柵極G與源極S之間設(shè)有齊納管。

進一步地，所述齊納管的齊納電壓小于MOS管的源極S電壓。

進一步地，所述齊納管與電源模塊負極和用電模塊負極的連接節(jié)點之間設(shè)有限流電阻。

進一步地，所述MOS管漏極D與源極S之間的寄生二極管的導(dǎo)通電壓為0.8V。

進一步地，所述MOS管為PMOS管。

其工作原理如下：

本發(fā)明利用了場效應(yīng)管的寄生二極管作為單向電流控制開關(guān)，并且利用了場效應(yīng)管的雙向?qū)娏鞯奶匦詠碜鳛榈妥栝_關(guān)。

電路分析如下：

正確連接情況下，在剛上電的時候PMOS管的柵極G和源極S電壓都為0(Vgs為0)，此時PMOS管關(guān)斷。但是此時寄生的二極管D3可以導(dǎo)通，隨著導(dǎo)通電流的注入，PMOS管的源極S電壓開始升高，最終達到Vin-0.8V的電壓(D3的導(dǎo)通壓降為0.8V)。選擇齊納管D4的齊納電壓Vz低于Vs(PMOS管的源極S電壓)，此時的PMOS管的柵源電壓Vgs就等于-Vz。這個時候PMOS管導(dǎo)通。由于場效應(yīng)管導(dǎo)通之后的電流可以是雙向的，此時的反向電流并不影響管子的導(dǎo)通特性。又由于管子導(dǎo)通了，并且導(dǎo)通電阻很小，從漏極D流向源極S的電流把寄生二極管的電流短路，所以正常工作的時候寄生二極管并沒有電流。整個導(dǎo)通通路上的壓降只和場效應(yīng)管的導(dǎo)通電阻相關(guān)。

如果電源接反了，則PMOS管的柵極G是高電平，場效應(yīng)管不導(dǎo)通，并且寄生二極管D3也不導(dǎo)通。整個起到了防止電流反向的作用。

限流電阻R的作用有兩個：一是在PMOS管被擊穿失效之后限制電流，起到保護電源和用電模塊的作用；二是承擔(dān)了齊納管D4穩(wěn)壓后剩下的電壓，即Vin-0.8-Vz，從而使得齊納管能正常穩(wěn)壓。